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胶凝材料以及含有高钛高炉渣的C60混凝土有效专利 发明

具体技术细节

[0005] 基于此,有必要提供一种包括高钛高炉渣和脱硫灰的胶凝材料。
[0006] 此外,还有必要提供一种包括上述胶凝材料的含有高钛高炉渣的C60混凝土。
[0007] 一种胶凝材料,其特征在于,按照重量份数包括60份 65份的高钛高炉渣粉、15份~ ~25份转炉渣粉、10份 15份的石膏粉以及5份 10份的脱硫灰粉;
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所述高钛高炉渣粉的比表面积为550m/kg 600m/kg。
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[0008] 在一个实施例中,所述高钛高炉渣粉中TiO2的含量为15wt%~30wt%,所述转炉渣粉中TiO2的含量为1wt%~20wt%。
[0009] 在一个实施例中,所述高钛高炉渣粉通过如下操作制备:将高钛高炉渣除铁后磨矿粉碎,得到所述高钛高炉渣粉。
[0010] 在一个实施例中,所述转炉渣粉通过如下操作制备:将转炉渣除铁后磨矿粉碎,得到所述转炉渣粉。
[0011] 在一个实施例中,所述石膏粉为脱硫石膏粉。
[0012] 在一个实施例中,所述转炉渣粉、所述石膏粉和所述脱硫灰粉的比表面积均为3 3
450m/kg 550m/kg。
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[0013] 一种含有高钛高炉渣的C60混凝土,按照重量份数包括10份 20份的高钛高炉渣、~20份 30份的粗骨料、20份 35份的细骨料以及15份 25份的上述的胶凝材料;
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所述高钛高炉渣的粒径为2mm 10mm,所述粗骨料的粒径为20mm 40mm,所述细骨料~ ~
的粒径为2mm 10mm。
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[0014] 在一个实施例中,所述高钛高炉渣中TiO2的含量为10wt%~30wt%。
[0015] 在一个实施例中,所述含有高钛高炉渣的C60混凝土还包括水和减水剂,所述水与所述胶凝材料的质量比为20 50:100,所述减水剂与所述胶凝材料的质量比为0.5 1.5:~ ~
100。
[0016] 在一个实施例中,所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0017] 本发明的这种胶凝材料包括高钛高炉渣粉、转炉渣粉、石膏粉和脱硫灰粉,由于高3 3
钛高炉渣含钛量高,活性较差,本发明中采用比表面积为550m/kg 600m/kg的高钛高炉渣~
粉,通过增大高钛高炉渣粉的比表面积来扩大高钛高炉渣粉与水的接触面积,加快高钛高炉渣粉水化反应速率。此外,磨矿后得到的高钛高炉渣粉产生晶格畸变和局部破坏,同时形成各种晶格缺陷,导致内能增大,由此提高了高钛高炉渣粉的活性。
[0018] 本发明的这种胶凝材料通过磨矿增大高钛高炉渣粉的比表面积和高钛高炉渣粉的活性,使得包括高钛高炉渣粉搭配转炉渣粉、石膏粉和脱硫灰粉的胶凝材料具有足够的反应活性,可以用于制备混凝土。
[0019] 具体来说,本发明的这种胶凝材料使用时,转炉渣粉水化为体系提供碱性环境,石2+ 2‑
膏提供充足的Ca 和SO4 ,而高钛高炉渣粉的水化反应在一定程度上促进转炉渣粉和石膏粉的持续水化,三者的协同水化作用使反应后期水化产物生成量不断增加,大量C‑S‑H凝胶将钙矾石(AFt)紧密包裹(C‑S‑H凝胶是对混凝土强度贡献最大的物相之一,是由硅(铝)氧四面体连结而成的链状构造硅酸盐),形成致密结构,不断提高硬化体的密实度,其应用于混凝土时可以使整个混凝土体系的稳定性极大提高。
[0020] 此外,脱硫灰的加入还可以提高混凝土强度。
[0021] 具体来说,脱硫灰是一种高钙高硫型灰渣,主要矿物成分为CaSO3·0.5H2O、CaCO3、CaSO4。高钛高炉渣是钢铁冶炼过程中的副产品,本身不具有水硬性,在碱性、硫酸盐环境下2‑
能够发生二次水化反应,具有胶凝性。脱硫灰含有一定量的SO4 和大量的CaCO3、CaSO3·
2‑ 2‑ 2‑
0.5H2O,而高钛高炉渣二次水化反应产物 ( CSH、CAH )在SO4 、CO3 、SO3 溶液的激发下,易生成AFt (3CaO·Al2O3·CaSO4·32H2O )、2CaSiO3·CaCO3·CaSO4·15H2O、3CaO·Al2O3·CaSO3·11H2O等水化产物,从而激活高钛高炉渣的强度活性指数。
[0022] 优选的,高钛高炉渣粉和转炉渣粉在制备时,均需要经过除铁处理,首先除铁会降低磨矿能耗,减少磨矿成本,再者除铁得到的铁精矿会产生经济效益,最后原料中的铁组分会影响强度。结合具体实施例,除铁后的混凝土强度更高,并且铁还会影响混凝土后期的安定性。
[0023] 本发明含有高钛高炉渣的C60混凝土通过上述胶凝材料,与水、减水剂、细砂、粗骨料、细骨料搅拌,再浇筑、养护后制备得到。
[0024] 结合具体实施例,经试块强度测试,本发明含有高钛高炉渣的C60混凝土制备的混凝土产品3天强度达到24 30MPa,7天强度达到30 36MPa,28天强度达到60 65MPa,达到C60~ ~ ~强度等级。

法律保护范围

涉及权利要求数量10:其中独权2项,从权-2项

1.一种胶凝材料,其特征在于,按照重量份数包括60份 65份的高钛高炉渣粉、15份 25~ ~
份转炉渣粉、10份 15份的石膏粉以及5份 10份的脱硫灰粉;
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所述高钛高炉渣粉的比表面积为550m/kg 600m/kg。
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2.根据权利要求1所述的胶凝材料,其特征在于,所述高钛高炉渣粉中TiO2的含量为
15wt%~30wt%,所述转炉渣粉中TiO2的含量为1wt%~20wt%。
3.根据权利要求2所述的胶凝材料,其特征在于,所述高钛高炉渣粉通过如下操作制备:将高钛高炉渣除铁后磨矿粉碎,得到所述高钛高炉渣粉。
4.根据权利要求3所述的胶凝材料,其特征在于,所述转炉渣粉通过如下操作制备:将转炉渣除铁后磨矿粉碎,得到所述转炉渣粉。
5.根据权利要求4所述的胶凝材料,其特征在于,所述石膏粉为脱硫石膏粉。
6.根据权利要求1 5中任意一项所述的胶凝材料,其特征在于,所述转炉渣粉、所述石~
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膏粉和所述脱硫灰粉的比表面积均为450m/kg 550m/kg。
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7.一种含有高钛高炉渣的C60混凝土,其特征在于,按照重量份数包括10份 20份的高~
钛高炉渣、20份 30份的粗骨料、20份 35份的细骨料以及15份 25份的如权利要求1 6中任~ ~ ~ ~
意一项所述的胶凝材料;
所述高钛高炉渣的粒径为2mm 10mm,所述粗骨料的粒径为20mm 40mm,所述细骨料的粒~ ~
径为2mm 10mm。
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8.根据权利要求7所述的含有高钛高炉渣的C60混凝土,其特征在于,所述高钛高炉渣中TiO2的含量为10wt%~30wt%。
9.根据权利要求8所述的含有高钛高炉渣的C60混凝土,其特征在于,所述含有高钛高炉渣的C60混凝土还包括水和减水剂,所述水与所述胶凝材料的质量比为20 50:100,所述~
减水剂与所述胶凝材料的质量比为0.5 1.5:100。
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10.根据权利要求9所述的含有高钛高炉渣的C60混凝土,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸减水剂。

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