[发明专利]废弃钢渣与废弃橡胶细集料混凝土制品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种废弃钢渣与废弃橡胶细集料混凝土制品，按重量份计，由15～25份水泥、10～22.5份机制砂、45～55份砂石、2.25～10份钢渣、2～8份改性橡胶颗粒、5～15份水、0.02～0.05份减水剂组成；本发明还公开了一种废弃钢渣与废弃橡胶细集料混凝土制品的制备方法。本发明保证混凝土的强度与稳定性，极大降低了工业固废排放对环境的负担，也节约了成本，在大量消纳废弃钢渣和橡胶颗粒的同时，实现了产品的功能化、绿色化和高值化，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及市政新材料技术领域。更具体地说，本发明涉及一种废弃钢渣与废弃橡胶细集料混凝土制品及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的不断发展，面临大规模的交通基础设施建设，混凝土材料的消耗量特别巨大，目前武汉市为了保护生态环境，对长江和汉江都颁布了采砂禁令，制备混凝土的天然河砂资源十分匮乏，同时我国其他地区也面临河砂资源十分匮乏的问题。因此，解决混凝土制备中天然河砂的匮乏问题，是当前迫切需要解决的重大难题。寻求替代天然河砂的细集料用于制备高性能混凝土是混凝土材料绿色发展的必然趋势。

钢渣是炼钢废弃物，目前我国年产钢渣1000多万吨，武钢年产钢渣200多万吨，利用率低，大量废弃的钢渣不仅会占用大片土地，而且对环境造成严重污染。钢渣经过磨细处理后作为水泥的掺合料，制备矿渣水泥，利用率依然很低。由于钢渣制备粗集料体积稳定性差，限制了在混凝土中的应用。而且随着我国汽车工业的不断发展，废弃橡胶轮胎数量巨大，废弃橡胶的再生利用也是重大难题，利用橡胶粉颗粒制备出橡胶混凝土是重要方向，但是利用橡胶粉颗粒制备出的橡胶混凝土其抗压强度和弹性模量仍然偏低。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明为解决目前钢渣用作混凝土集料易引起体积稳定性不良的问题，对1.18～4.75mm粒径的钢渣颗粒进行陈化蒸养处理，减少钢渣中氧化钙、氧化镁等不稳定物质，改善其作为混凝土细集料的稳定性；引入粒径1.75mm以下的废弃轮胎橡胶颗粒(粉)，利用其低弹性模量的特点，释放钢渣膨胀应力，并采用NaOH溶液、硅烷偶联剂溶液等改性剂对橡胶颗粒进行表面亲水改性，改善其与胶凝材料的界面联结情况，提升混凝土强度，并进一步提升钢渣细集料混凝土的体积稳定性。将处理后的钢渣和废弃橡胶颗粒按比例配合后替代混凝土中的天然河砂，制备钢渣与废弃橡胶混合细集料混凝土。同时，在混凝土中掺入粉状高性能减水剂，可有效降低混凝土水灰比，提高混凝土的强度、缩短混凝土凝结时间。

本发明通过采用混合复配技术，利用钢渣与废弃橡胶混合细集料替代天然河砂，制备出稳定性好、弹性模量高、高强、高性能混凝土材料并提出高强度、高体积稳定性和低密度、低弹性模量协同设计方法与制备技术。

本发明要解决的技术问题是提供一种废弃钢渣与废弃橡胶细集料混凝土制品及其制备方法，以解决钢渣用作混凝土集料引起的体积稳定性不良问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种废弃钢渣与废弃橡胶细集料混凝土制品，按重量份计，由15～25份水泥、10～22.5份机制砂、45～55份砂石、2.25～10份钢渣、2～8份改性橡胶颗粒、5～15份水、0.02～0.05份减水剂组成。

优选的是，所述水泥为普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种。

优选的是，所述机制砂由质量分数为25～35％的20～40目的石英砂、45～55％的40～80目的石英砂、15～25％的80～120目的石英砂组成。

优选的是，所述钢渣粒径小于4.75mm、表观密度﹥2900kg/m³、孔隙率﹤47％。

优选的是，所述改性橡胶粒径由2.00mm以下、1.00mm以下、0.60mm以下的废弃橡胶粉组成，所述改性橡胶颗粒平均粒径在1.75mm以下。

优选的是，所述改性橡胶颗粒由废气橡胶粉在质量分数为10％的NaOH溶液中进行碱处理，然后在硅烷偶联剂改性液中进行化学改性。