[發明專利]一種硅錳水淬渣混凝土

在審

• 申請號: 202010559927.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111574168A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 羅百福;馮勤勤;李誠;張偉;王東
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明對硅錳水淬渣進行了物理處理和化學改性，綜合利用激發劑、石英尾渣、砂、石等組分，優勢互補。本發明利用硅錳水淬渣中含較高的玻璃體、潛在水硬性和火山灰活性，通過石灰和純堿混合的激，發劑激發活性，在水泥二次反應中生成活性物質，使材料強度得以提升。硅錳水淬渣部分代替水泥，減少水泥使用，其膠凝效果固化重金屬綠色環保，填補顆粒間空隙，密實度高。本發明中石英尾渣的二氧化硅含量較高，促進硅酸鹽水化反應，實現自然資源二次利用，部分替代砂放射性低，制作成本縮減。本發明制得的混凝土力學性能較基準混凝土有一定提升，具有良好的抗滲性、抗凍性、抗干縮性、耐久性等，可廣泛用于工程中。

技術領域

本發明屬于土木工程中的建筑材料混凝土制備技術領域，具體涉及一種硅錳水淬渣。

背景技術

硅錳合金作為一種產量大、利用廣泛的合金，生產1t硅錳合金會產生1.2-1.3倍硅錳渣。硅錳渣中含大量的CaO、Al₂O₃、SiO₂、MnO₂等物質，其結構疏松多孔，內含很多不規則非晶體。試驗測出硅錳渣中鉻、鋅、硼等含量較高，還包含鎘、鉛等元素，將其堆放至土地，易產生富集現象，超過國家標準，這種工業副產品所含的重金屬不僅對土地和環境造成污染，更有害于人類身體健康。由于如今硅錳水淬渣產生量過多，人們將其運用于混凝土可減小工藝制作復雜性，也不失為一種實現固體廢棄物資源多樣性、變廢為寶的好方法，從根本上保護了生態系統。研究發現摻入硅錳渣替代水泥量小于15%時，較基準混凝土其力學性能、抗滲性能、干縮性能等變化很微小。而替代40%，力學性能是有所提升的，抗凍抗滲等性能都比較優越，是一種活性比較好的摻合料。

粉煤灰是我國固體廢棄物堆積量中占很大的比重，達到了20億噸以上，其堆積和外排造成土地資源減少和環境污染。其內部成分中含殘碳、微珠等，不僅可以降低水化熱還可以減少混凝土的開裂。由此可見將其作為一種二次資源，對提高經濟效益、減少環境污染有很好的現實意義。

石英尾渣是一種高硅的工業廢棄物，每年石英尾渣的排量為1000多萬噸，大量采用廢物堆積的方式解決問題，易使自然資源得不到合理利用且污染環境，同時硅砂資源匱乏，而石英尾砂放射性低，制成建筑材料是能滿足要求的。

CN108218264A公開了一種以“石灰+碳酸鈉”為激發劑的單組份堿激發膠凝材料，其是以石灰和碳酸鈉按摩爾比1:1配制作為激發劑，火山灰活性材料作為被激發對象，將其干拌混合制得。該膠凝材料的抗壓強度為P.O 42.5水泥的1.2～1.3倍，且其直接加水即可使用，拌合初期堿性低，凝結時間適中，具有良好的工程應用前景，本發明同樣采用石灰和純堿作激發劑，石灰量作適當調整，更利于激發硅錳水淬渣活性和水泥水化反應，制得的混凝土強度耐久性好。

發明內容

本發明目的在于合理運用硅錳水淬渣和石英尾渣制成力學性能優越、耐久性抗滲性強價格低廉的環保綠色混凝土。為了實現上述目的，本發明提供了一種硅錳水淬混凝土：

一種硅錳水淬渣混凝土，其特征在于：各組分和用量包括：膠凝材料、激發劑、砂、石、石英尾砂、減水劑和水。所述膠凝材料用量為513-601kg/m³,水膠比為0.26-0.3，所述石材料用量為900-1102kg/m³，所述減水劑為膠凝材料的2.6%-3.1%，所述石英尾渣為砂的15%-25%，所述砂可根據質量及比例關系求得，所述激發劑材料用量為330-340kg/m³。

其中，上述一種硅錳水淬渣混凝土中，所述膠凝材料包含水泥、粉煤灰和硅錳水淬渣，硅錳水淬渣為水泥的30%-35%，粉煤灰含量為所述膠凝材料的12%-15%。

其中，上述一種硅錳水淬渣混凝土中，所述激發劑由摩爾比為2:1的石灰和純堿混合而成。

其中，上述一種硅錳水淬渣混凝土中，所述石為5-20mm，表觀密度為2.65g/cm³，石為連續級配，含泥量0.68%。