[發明專利]一種海工管道用鋼渣噴射混凝土及其制備和應用

無效

• 申請號: 201310270284.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104250082A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 武傳金;曹春光;翁云翔;楊剛;金強
• 申請（專利權）人: 上海寶冶鋼渣綜合開發實業有限公司;中冶寶鋼技術服務有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/14
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，具體公開了一種鋼渣噴射混凝土及其制備和應用。

背景技術

海工混凝土是指在海濱、海水中或受海風影響的環境中服役，受海水或海風侵擾的混凝土。海工混凝土由于經常地或周期性地與海水接觸，受到海水或海洋大氣（含有氯離子），或受波浪、流水的沖擊、磨損等作用，而遭受損害，縮短耐用年限。主要破壞機理：海水中Mg²⁺，Cl^-、SO₄^2-對混凝土侵蝕、凍融循環、干濕交替、鋼筋銹蝕、氯鹽結晶膨脹、CO₂侵蝕等。

目前，海底管道用混凝土因防止海底暗流沖擊，要求混凝土除海工混凝土特性外還需要混凝土比重高，增加管道穩定性。常用海底管道混凝土采用進口赤鐵礦作為配重物料，增加混凝土比重。此方法不但使得混凝土成本增加，而且造成自然資源浪費。

現有技術中防止海工混凝土侵蝕的方法多通過材料選擇、配合比設計等途徑解決；一是減少材料Cl^-含量，二是通過提高混凝土強度和致密性，減少海水中Cl^-在混凝土中的滲透，從而提高海工混凝土的壽命。

發明內容

本發明的目的在于開發鋼渣的新用途，提供一種以鋼渣為主要原料的鋼渣噴射混凝土，本發明的鋼渣噴射混凝土強度高，可運用于海工以及需要比重較大的建筑領域，并且還具有環保、經濟的等優點。

本發明首先公開了一種鋼渣噴射混凝土，其組成含有如下重量份的各組分：

進一步的，前述鋼渣噴射混凝土的組成中還含有外加劑。

優選的，所述外加劑選自高效速凝劑和/或阻銹劑。

更優選的，所述高效速凝劑的含量為水泥質量的3～6wt%；所述阻銹劑的含量為水泥質量的2.5～3.5wt%。

優選的，所述鋼渣采用0.1～10mm連續級配的鋼渣，其中，粒徑規格在0.1～0.8mm的鋼渣含量為20～25wt%，粒徑規格在0.8～6mm的鋼渣含量為50～60wt%，粒徑規格在6～10mm的鋼渣含量為20～25wt%。

更優選的，所述鋼渣中f-CaO的含量<1wt%，SO₃的含量<1wt%，金屬鐵的含量<1wt%，安定性合格，電導率<25mS/m。

本發明的所述連續級配鋼渣符合JGJ52-2006《混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》要求。

優選的，所述水泥為42.5號普通硅酸鹽水泥。

優選的，所述硅粉的粒徑范圍為0.1～0.2μm，比表面積為15～20m²/g，活性指數＞90%，SiO₂含量>85%。

本發明的鋼渣噴射混凝土以連續級配的鋼渣作骨料，與一定數量的水泥、硅粉、外加劑、水混合獲得。一方面，本發明利用了鋼渣本身比重高的特性，選做配重物料，使得鋼渣不僅作為骨料使用而且增加了配重功能；另一方面，利用鋼渣和硅粉中富含的SiO₂，當與水混合時溶液中富Si貧Ca的凝膠在鋼渣和硅粉粒子表面形成附著層，經過一定時間后，富Si和貧Ca凝膠附著層開始溶解和水泥水化產生的Ca(0H)₂反應生成C-S-H凝膠，提高混凝土強度；最后，通過配合比設計，利用硅粉顆粒細的點，填充水泥水化產生的Ca(0H)₂結晶細化產生的細孔隙，使得混凝土更致密。

本發明第二方面公開了前述鋼渣噴射混凝土的制備方法，為按照前述混凝土的組成將鋼渣、水泥以及硅粉加水攪拌，噴射成型，養護獲得；或者，為按照前述混凝土的組成將鋼渣、水泥、硅粉以及外加劑加水攪拌，噴射成型，養護獲得。

優選的，所述攪拌在強制式攪拌機進行，攪拌時間為10～20min。

本發明第三方面公開了前述鋼渣噴射混凝土的使用方法，包括以下步驟：

1）按鋼渣噴射混凝土的組成稱取各組分原料，將原料中的固體物質置于強制式攪拌機內，加水攪拌10～20min；

2）將前一步驟攪拌好的物料倒入噴射機料斗；

3）打開噴射機與壓縮空氣閥門進行噴射成型；

4）成型后養護。

本發明最后公開了前述鋼渣噴射混凝土在海工管道建設中的應用。