[發(fā)明專利]鋼渣集料泡沫混凝土

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310657775.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN103641412A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉純林;陳德鵬;趙亮;楊質(zhì)子
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B38/02;C04B18/14
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務(wù)所 32254
• 代理人: 王偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榛炷良夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用鋼渣尾礦取代水泥混凝土集料，并且通過加入發(fā)泡劑降低混凝土表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)，提高混凝土保溫性能的鋼渣集料泡沫混凝土。

背景技術(shù)

鋼鐵冶金過程中產(chǎn)生的廢鋼鐵渣（包括高爐礦渣和鋼渣）約為鋼產(chǎn)量的40％，是鋼鐵冶金工業(yè)的主要副產(chǎn)品。在我國(guó)高爐礦渣的應(yīng)用非常廣泛，并出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18046-2000）；而對(duì)于煉鋼過程中的鋼渣，并沒有相關(guān)規(guī)范指導(dǎo)其被用作混凝土集料。鋼渣是煉鋼過程中的必然副產(chǎn)物，其產(chǎn)量約為粗鋼產(chǎn)量的15%～20%，在工業(yè)廢渣中占有較大比重。目前我國(guó)每年鋼渣產(chǎn)量近1億噸，而多年積存未加利用的鋼渣有3億多噸，這些鋼渣污染環(huán)境，占據(jù)土地，既造成資源浪費(fèi)又破壞生態(tài)環(huán)境，現(xiàn)狀已不容忽視。

目前我國(guó)鋼渣在建材領(lǐng)域的利用率大約只有10%，其中只有小部分用于鋼渣水泥的生產(chǎn)，而大部分主要用于筑路和回填，屬于低附加值的利用模式。鋼渣的硬度通常較高，易磨性差，作為水泥組分或者用作活性摻合料進(jìn)行磨細(xì)時(shí)必須消耗大量能量，同樣不是合理的資源化利用方式。如果將合適粒徑的鋼渣用作集料配制泡沫混凝土，一則能夠加大鋼渣資源化力度，二則不需要象用于生產(chǎn)鋼渣水泥時(shí)對(duì)鋼渣顆粒進(jìn)行磨細(xì)處理，這大大降低了鋼渣利用時(shí)的能耗和資源浪費(fèi)，顯然是一種用量大、能耗低、附加值更高的合理利用模式。由此可以看出這為我們研究鋼渣在混凝土中的研究與應(yīng)用創(chuàng)造了可能，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能這一目標(biāo)。

當(dāng)今常見的工業(yè)與民用建筑主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)由于使用粘土磚，一方面大量浪費(fèi)土地資源，另一方面很難滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能50%的要求，即使達(dá)到這一要求，其墻體的厚度也將成倍增加。雖然框架結(jié)構(gòu)的填充墻體可以使用混凝土小砌塊和粘土空心磚，但由于小砌塊自身很難滿足節(jié)能50%的要求且需要另外采取保溫措施，同時(shí)其縫隙并不可以像現(xiàn)澆混凝土那樣完全消失，因此也會(huì)造成能源的浪費(fèi)。現(xiàn)在建筑物常用的保溫方式有外保溫和內(nèi)保溫兩種形式，但研究表明：內(nèi)保溫容易出現(xiàn)熱橋，且容易在房屋裝修時(shí)遭到破壞；外保溫雖然可以避免產(chǎn)生熱橋、室溫較穩(wěn)定且可以保護(hù)混凝土，但由于直接接受陽光照射，容易造成保溫材料的老化并最終失去保溫性能。近年來出現(xiàn)了“自保溫”的方式，與其他保溫方式相比，自保溫墻體能有效地消除熱橋，充分發(fā)揮保溫材料保溫性能，同時(shí)施工簡(jiǎn)單，建筑造價(jià)低，而且其使用壽命（耐候性）與建筑物相一致，具有其它保溫墻體無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

由于硬度高、易磨性差，鋼渣在作為水泥組分或用作活性摻合料時(shí)必定會(huì)消耗大量能量，現(xiàn)有的鋼渣利用模式并不符合現(xiàn)階段資源合理化利用的要求。因此開展鋼渣泡沫混凝土研究，符合保溫節(jié)能建筑材料發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于開發(fā)新的建筑保溫材料和促進(jìn)鋼渣的大用量、低能耗綜合利用具有重要的研究意義和推廣價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種鋼渣集料泡沫混凝土，所述混凝土由水泥、鋼渣細(xì)集料、水、發(fā)泡劑組成，各組分的質(zhì)量百分比為：水泥20%-40%，鋼渣細(xì)集料50%-70%，水10%-20%，發(fā)泡劑用量為1.0-1.8kg/m³。

所述各組分質(zhì)量百分比優(yōu)選為水泥25%-30%，鋼渣細(xì)集料55%-60%，水12%-15%，發(fā)泡劑用量為1.2-1.5kg/m³。

所述鋼渣細(xì)集料中鋼渣質(zhì)量占50-100%，砂質(zhì)量占0-50%。

所述鋼渣為粒徑為0.15-4.75mm。

所述水泥為等級(jí)不高于42.5的通用硅酸鹽水泥。

所述發(fā)泡劑為合成類發(fā)泡劑、蛋白活性物型發(fā)泡劑或復(fù)合型水泥發(fā)泡劑。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：

（1）泡沫混凝土由于含有大量封閉的細(xì)小孔隙，所以具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，是一種較為理想的自保溫材料。通常密度等級(jí)在300-1200?kg/m³范圍的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)在0.08-0.30w/(m·K)之間。

（2）把鋼渣用作混凝土集料，可相對(duì)實(shí)現(xiàn)鋼渣在建筑行業(yè)中的大用量、低能耗應(yīng)用，具有廣闊的前景；利用合適粒徑鋼渣尾礦取代部分水泥混凝土集料，并通過加入發(fā)泡劑降低混凝土表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)，在實(shí)現(xiàn)鋼渣高附加值利用的同時(shí)，能配制出具有良好保溫性能的混凝土材料。

（3）泡沫混凝土用作建筑物墻體及屋面保溫材料，具有保溫效果易發(fā)揮、施工方便、造價(jià)低和與建筑物同壽命等明顯優(yōu)勢(shì)。