钢渣集料泡沫混凝土的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢渣集料泡沫混凝土，所属【技术领域】为混凝土【技术领域】。所述混凝土由水泥、钢渣细集料、水、发泡剂组成，各组分的质量百分比为：水泥20%-40%，钢渣细集料50%-70%，水10%-20%，发泡剂用量为1.0-1.8kg/m3。本发明通过加入发泡剂降低混凝土表观密度、导热系数，制得的混凝土具有良好的热工性能即良好的保温隔热性能，是一种较为理想的自保温材料。
【专利说明】钢渣集料泡沬混凝土
【技术领域】
[0001]本发明所属【技术领域】为混凝土【技术领域】，具体涉及一种利用钢渣尾矿取代水泥混凝土集料，并且通过加入发泡剂降低混凝土表观密度、导热系数，提高混凝土保温性能的钢渣集料泡沫混凝土。
【背景技术】
[0002]钢铁冶金过程中产生的废钢铁渣(包括高炉矿渣和钢渣)约为钢产量的40%，是钢铁冶金工业的主要副产品。在我国高炉矿渣的应用非常广泛，并出台了国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046-2000);而对于炼钢过程中的钢渣，并没有相关规范指导其被用作混凝土集料。钢渣是炼钢过程中的必然副产物，其产量约为粗钢产量的15%~20%，在工业废渣中占有较大比重。目前我国每年钢渣产量近I亿吨，而多年积存未加利用的钢渣有3亿多吨，这些钢渣污染环境，占据土地，既造成资源浪费又破坏生态环境，现状已不容忽视。
[0003]目前我国钢渣在建材领域的利用率大约只有10%，其中只有小部分用于钢渣水泥的生产，而大部分主要用于筑路和回填，属于低附加值的利用模式。钢渣的硬度通常较高，易磨性差，作为水泥组分或者用作活性掺合料进行磨细时必须消耗大量能量，同样不是合理的资源化利用方式。如果将合适粒径的钢渣用作集料配制泡沫混凝土，一则能够加大钢渣资源化力度，二则不需要象用于生产钢渣水泥时对钢渣颗粒进行磨细处理，这大大降低了钢渣利用时的能耗和资源浪费，显然是一种用量大、能耗低、附加值更高的合理利用模式。由此可以看出这为我们研究钢渣在混凝土中的研究与应用创造了可能，同时可以实现节能这一目标。
[0004]当今常见的工业与民用建筑主要有以下几种结构形式:砖混结构、框架结构、剪力墙结构和排架结构。传统的砖混结构由于使用粘土砖，一方面大量浪费土地资源，另一方面很难满足当今社会对建筑结构节能50%的要求，即使达到这一要求，其墙体的厚度也将成倍增加。虽然框架结构的填充墙体可以使用混凝土小砌块和粘土空心砖，但由于小砌块自身很难满足节能50%的要求且需要另外采取保温措施，同时其缝隙并不可以像现浇混凝土那样完全消失，因此也会造成能源的浪费。现在建筑物常用的保温方式有外保温和内保温两种形式，但研究表明:内保温容易出现热桥，且容易在房屋装修时遭到破坏；外保温虽然可以避免产生热桥、室温较稳定且可以保护混凝土，但由于直接接受阳光照射，容易造成保温材料的老化并最终失去保温性能。近年来出现了“自保温”的方式，与其他保温方式相比，自保温墙体能有效地消除热桥，充分发挥保温材料保温性能，同时施工简单，建筑造价低，而且其使用寿命(耐候性)与建筑物相一致，具有其它保温墙体无法比拟的优势。
[0005]由于硬度高、易磨性差，钢渣在作为水泥组分或用作活性掺合料时必定会消耗大量能量，现有的钢渣利用模式并不符合现阶段资源合理化利用的要求。因此开展钢渣泡沫混凝土研究，符合保温节能建筑材料发展趋势，对于开发新的建筑保温材料和促进钢渣的大用量、低能耗综合利用具有重要的研究意义和推广价值。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的问题，本发明采取的技术方案是:
一种钢渣集料泡沫混凝土，所述混凝土由水泥、钢渣细集料、水、发泡剂组成，各组分的质量百分比为:水泥20%-40%，钢渣细集料50%-70%，水10%-20%，发泡剂用量为1.0-1.8kg/m3。
[0007]所述各组分质量百分比优选为水泥25%_30%，钢渣细集料55%_60%，水12%_15%，发泡剂用量为1.2-1.5kg/m3。 [0008]所述钢渣细集料中钢渣质量占50-100%，砂质量占0-50%。
[0009]所述钢渣为粒径为0.15-4.75mm。
[0010]所述水泥为等级不高于42.5的通用硅酸盐水泥。
[0011]所述发泡剂为合成类发泡剂、蛋白活性物型发泡剂或复合型水泥发泡剂。
[0012]本发明与现有技术相比，其有益效果是:
(I)泡沫混凝土由于含有大量封闭的细小孔隙，所以具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，是一种较为理想的自保温材料。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.30w/(m.K)之间。
[0013](2)把钢渣用作混凝土集料，可相对实现钢渣在建筑行业中的大用量、低能耗应用，具有广阔的前景；利用合适粒径钢渣尾矿取代部分水泥混凝土集料，并通过加入发泡剂降低混凝土表观密度、导热系数，在实现钢渣高附加值利用的同时，能配制出具有良好保温性能的混凝土材料。
[0014](3)泡沫混凝土用作建筑物墙体及屋面保温材料，具有保温效果易发挥、施工方便、造价低和与建筑物同寿命等明显优势。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0016]实施例1
一种钢渣集料泡沫混凝土，所述混凝土由等级32.5的普通硅酸盐水泥、粒径为
0.15-4.75mm的钢渣、砂、水、合成类发泡剂组成，各组分的质量百分比为:水泥20%，钢渣35%，砂35%，水10%，发泡剂用量为1.0kg/m3。
[0017]制备时，先对钢渣进行直接筛分，粒径0.15-4.75mm的钢渣和砂用于充当混凝土集料，按照上述各组分的比例投料，采用先干后湿法拌制混凝土成型即可。
[0018]制得的钢渣泡沫混凝土的密度为862kg/m3，60d体积收缩变形为200X 10-6，导热系数为 0.22W/ (m.K)。
[0019]实施例2
一种钢渣集料泡沫混凝土，所述混凝土由等级32.5R普通硅酸盐水泥、粒径为
0.15-4.75mm的钢渣、水、蛋白活性物型发泡剂组成，各组分的质量百分比为:水泥30%，钢渣55%，水15%，发泡剂用量为1.5kg/m3。
[0020]制备时，先对钢渣进行直接筛分，粒径0.15-4.75mm的钢渣用于充当混凝土集料，按照上述各组分的比例投料，采用先干后湿法拌制混凝土成型即可。[0021]制得的钢渣泡沫混凝土的密度为1092kg/m3，60d体积变形为250X 10_6，导热系数为 0.28 ff/ (m.K)。
[0022]实施例3
一种钢渣集料泡沫混凝土，所述混凝土由等级42.5的矿渣硅酸盐水泥、粒径为
0.15-4.75mm的钢渣、砂、水、复合型水泥发泡剂组成，各组分的质量百分比为:水泥20%，钢渣40%，砂20%，水20%，发泡剂用量为1.8kg/m3。
[0023]制备时，先对钢渣进行直接筛分，粒径0.15-4.75mm的钢渣和砂用于充当混凝土集料，按照上述各组分的比例投料，采用先干后湿法拌制混凝土成型即可。
[0024]制得的钢渣泡沫混凝土的密度小于635kg/m3，60d体积变形为220X 10_6之内，导热系数为0. 15 ff/(m*K)0
【权利要求】
1.一种钢渣集料泡沫混凝土，其特征在于，所述混凝土由水泥、钢渣细集料、水、发泡剂组成，各组分的质量百分比为:水泥20%-40%，钢渣细集料50%-70%，水10%-20%，发泡剂用量为 1.0-1.8kg/m3。
2.根据权利要求1所述的钢渣集料泡沫混凝土，其特征在于，所述各组分质量百分比优选为水泥25%-30%，钢渣细集料55%-60%，水12%_15%，发泡剂用量为1.2-1.5kg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的钢渣集料泡沫混凝土，其特征在于，所述钢渣细集料中钢渣质量占50-100%，砂质量占0-50%。
4.根据权利要求3所述的钢渣集料泡沫混凝土，其特征在于，所述钢渣为粒径为0.15-4.75mm。
5.根据权利要求1所述的钢渣集料泡沫混凝土，其特征在于，所述水泥为等级不高于42.5的通用娃酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的钢渣集料泡沫混凝土，其特征在于，所述发泡剂为合成类发泡剂、蛋白活性 物型发泡剂或复合型水泥发泡剂。
【文档编号】C04B18/14GK103641412SQ201310657775
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】刘纯林, 陈德鹏, 赵亮, 杨质子 申请人:安徽工业大学