高炉重矿渣替代天然砂、石配制预拌混凝土的施工技术.pdf

第 3 8卷第 1 2期 2 0 1 1年 1 2月 建筑技术开发 Bui l d i ng Te c hn i q u e De v e l o p me n t Vo 1 ． 38， No ．1 2 De C ． 2 O1 1 高炉重矿 渣替代天 然砂 、 石 配制预拌 混凝 土 的施 工技 术 张辉陈世忠 [ 本溪钢铁 ( 集团) 建设有 限责任公 司， 辽 宁本溪 1 1 7 0 0 0 ] 【 摘要] 介绍 了天然碎 石 、 卵石 、 河砂 等混 凝土主要材料资源逐渐 枯竭 的现状 ， 采用高 炉重矿渣 替代天然砂 石配制 预 拌混凝土 的研 制与应用 ， 找 出资源重新再利用 的新路 。 [ 关键词] 高炉重矿渣 ； 天然砂石 ； 预拌 混凝 土 [ 中图分类号] T V 5 2 8 ． 0 6 2 [ 文献标志码 ] B 【 文章编号] 1 0 0 1 — 5 2 3 Xl 2 0 1 1 ) 1 2 0 0 1 7 — 0 2 高 炉重 矿 渣 是炼 铁 工 艺 排 出 的废 渣 ， 经 破 碎用 于 建筑施 工 场地 的 回填 和 道 路 的铺 垫 。近 年来 ， 由 于天然碎石 、 卵石 、 河砂等混凝土主要材料资源逐渐 枯竭 ， 如找不到替代品， 混凝土行业会面临主材短缺 或运费增高的生存危机。为此 ， 本钢建设公 司对 高 炉重矿渣的化学成分、 物理性能进行分析后 ， 决定采 用废弃高炉重矿渣加工成粗细骨料替代天然河砂和 碎石 。并 进行 了大量 的试 验 研 究 ， 经 本 钢 流态 混 凝 土公 司实 际应 用 。高 炉 重 矿 渣 混 凝 土试 用 三 年 以 来 ， 其强度和工作性能满足设计要求 。该产 品通过 破碎 、 筛分能够形成年产 5 0万 m 预拌混凝土搅拌 站的稳定货 源。同时废渣利用 ， 实现年耗渣 3 0万 m ， 减少渣山的污染， 符合循环经济的要求。于 2 0 0 6 年 4月 9日， 经辽宁省经济委员会鉴定颁发新 产品 ( 新 技术 ) 鉴定证 书 。( 辽经 技鉴字第 0 6 1 0 1 5号 ) 1研 制方 向 1 ) 利用本钢高炉重矿渣的化学成分稳定 ， 体积 未出现膨胀收缩导致爆 裂的特点做预拌混 凝土 的 粗 、 细骨料。这种稳 定 的结构 符合 混凝 土骨 料 的 要 求 。 2 ) 本钢高炉重矿渣的表观密度为 2 5 2 0 k g ／ m ， 是碎石密度 的 9 3 ％ ～ 9 5 ％ 。堆积密度 为 1 2 7 0 k g ／ m 是碎 石密 度 8 4 ％ 一8 5 ％ ， 空 隙率 是碎 石 的 1 ． 3～1 ． 4 倍 。因此 ， 本钢 高炉 重矿 渣 与天然 碎石 、 河砂 的物理 性能接近 ， 可替代逐渐枯竭的天然碎石河砂 ， 可用于 强度等级 C 3 0以下普通混凝土骨料。 3 ) 高炉重矿渣的空隙率较大 ， 吸水量 比一般碎 收稿 日期： 2 0 1 1— 0 9—1 5 作者 简介： 张辉 ( 1 9 6 6 一 ) ， 男 ， 辽宁本溪人 ， 毕业于东北 大学 ， 硕 士研究 生， 现任本溪钢铁 ( 集 团 ) 建 设有 限责任公 司副 总工程师 兼技术 中心主任 。 石 高 ， 多孑 L 状 的重矿 渣 强 度 较低 一 般 为普 通 碎 石 强 度的 4 5 ％ ～ 5 0 ％。由于重矿渣吸水率大 ， 保水性能 好。因此 ， 矿渣混凝 土拌合物的泌水率 比碎石混凝 土低 3 0 ％ ～ 4 0 ％ 。 4 ) 由于矿渣表 面粗糙 ， 密度变化较大 ， 在和易 性相近的情况下其砂率 比普通碎石混凝土高些 ， 通 常增 加 2 ％ ～ 5 ％ 。 2 工艺原 理 应用“ 冶金 高炉重矿渣资源再利用 ” 的科研成 果， 将废弃的高炉重矿渣加工成混凝土中的粗细骨 料。通过对高炉重矿渣化学成份物理性能和水泥适 用性的试验研究使至成为替代 自然资源枯竭的碎石、 卵石、 河砂的新产品， 符合节能减排环保的基本国策。 3施 工工 艺流 程及 操作 要求 ( 下转第 3 3页) 1 7 第 3 8卷 曹秀丽 ， 等 ： 泵送混凝土裂缝成因及控制 第 l 2期 参考文献 [ 1 ] 冯乃谦 ， 顾 晴霞 ， 郝挺 宇． 混凝 土结构 的裂缝 与对 策． 北京 ： 机械 工业 出版社 ， 2 0 0 6 [ 2 ] 张雄． 混凝土结构裂缝防治技术． 北京 ： 化学工业 出版社 ， 2 0 0 7 [ 3 ] 邓初首 ， 夏勇． 混 凝土坍 落度影 响因素 的试验研究． 混凝土 ， 2 0 0 6， ( 1 ) [ 4 ] 杨伟军 ， 王艳 ， 张登祥 ， 等． 坍 落度 对预拌混凝土抗 裂性能影 响的 试验研究． 混凝 土， 2 0 0 8， ( 1 O ) [ 5 ] 王祥峰 ， 黄达海 ， 陈彦玉， 等． 短历 时暴雨袭击致早 龄期混凝土 温 度裂缝研究． 人 民长江 ， 2 0 1 0 ， ( 9) ( 上 接 第 1 7页 ) 4 操 作要 点 4 ． 1 矿渣 混凝 土配 合 比设 计 4 ． 1 ． 1 基本 规定 1 ) 配合 比设 计按 《 普通 混凝 土配合 比设 计规 程》 ( J G J 5 5 —2 0 0 0 ) 执行。 2 ) 混凝土水灰 比宜小 于等于 0 ． 5 ， 不 同水灰 比 的矿渣混凝土强度的变化规律与普通碎石混凝土相 似。但大坍落度混凝土抗压强度低于普通碎石混凝 土强度 5 ％以内。 3 ) 矿渣混凝 土适 于双掺技术 ， 当掺人二级 以上 粉煤灰或细度大于 3 5 0 m ／ k g的矿渣粉时其和易性 较好 ， 强度高于未掺合料的混凝土。 4 ) 配合的设计 中， 宜掺适量外加剂 ， 减少用水量。 4 ． 1 ． 2 原材 料质 量要 求 1 ) 水泥 宜采 用 普 通 硅 酸 盐 水 泥 、 矿 渣 硅 酸 盐 水 泥 ， 质量标准应符合 G B 1 7 5 —2 0 0 7质量要求 2 ) 粗骨料选本钢高炉重矿渣 ， 加工而成 ， 粗骨料 粒 径宜 选 5～ 3 1 ． 5 mm， 细 骨 料 粒 径 宜 选 0—5 mm。 质量应符合 J G J 5 2 —2 O 0 6标准要求 。 3 ) 外加剂宜采用高效减水剂 ， 其减水率不应小 于 1 2 ％。质量应符合 《 混凝土外加剂》 ( G B 8 0 7 6 — 2 0 0 8 ) 的规定 。 4 ) 矿物掺合料选用一 、 二级粉煤灰 和细度 大于 3 5 0 i n ／ k g 的磨细的矿渣粉。 5 ) 矿渣混凝土拌合 用水养 护用水质 量应符合 《 混凝土用水标准》 ( J G J 6 3 —2 0 0 6 ) 的规定。 4 ． 2矿渣 混凝 土 的拌制 1 ) 矿渣混凝土拌合 时， 必须按 照试验部 门签发 的混凝土配合比投料 ， 未经技术负责人同意 ， 严禁擅 自更 改 。 2 ) 矿渣混凝土拌制时应使用强制搅拌机 3 ) 矿渣 混凝 土组 成 的配料 均 为重 量 计称 量 的允 许偏差不应超过表 1的规定。 表 1 配料的允许偏差 原材 料种类 水泥 水 外加剂 掺合料 粗细骨料 _ 每 n l 。 允许偏差／ ％ I l 2 2 2 l 4 ． 3矿 渣混凝 土 的运输 1 ) 运输矿渣 混凝土 的车辆 ， 容器必须将杂物清 理干 净 ， 不得混 入杂 物 。 2 ) 运输过程 中不 应发生分层 漏浆、 泌水 现象。 运输 和泵 送过 程 中严 禁 随意加水 。 3 ) 采用混凝 土罐车运输矿渣混凝土时 ， 整个运 输过程直至卸料浇筑其是时间不应超过矿渣混凝土 的初 凝时 间 。 4 ． 4矿 渣 混 凝 土 的 浇 筑 1 ) 浇筑前应检查模板 的标高和尺寸 ， 确定正确 无误 后方 可进 行浇筑 。 2 ) 大体积矿渣混凝土施工采用条形浇筑 ， 分层 振捣 ， 分层厚度为 3 0 0～ 5 0 0 mm。分层浇筑时， 上下 层 间隔 的时 间不 得 超 过 混凝 土 初 凝 时 间 ， 且上 层 混 凝 土 应超前 覆 盖下层 混凝 土 。 3 ) 人模 温度 宜控制 在 5— 3 5 c I = 。 4 ． 5矿渣 混 凝 土 的 养 护和 冬 期 施 工 与普 通 混凝 土 相 同 4 ． 6矿渣 混凝 土 的质量验 收 1 ) 矿渣混凝 土施工质量验收应参照《 混凝土结 构工程施工质量验收规范》 ( G B 5 0 2 0 4 --2 0 0 2 ) 中的 相关 规定 执行 。 2 ) 矿 渣 混 凝 土 的 粗 、 细 骨 料 入 场 前 按 Y B ／ T 4 1 7 8 --2 0 0 8标 准执行 。 5 结论 1 ) 重矿渣替代天然砂 、 石配制 的混凝 土具有 良 好的工作性、 力学性能和耐久性 ， 减少 了重矿渣对环 境污染 ， 保 护城市 的生态环境 ， 符合可持续发展政 策 ， 该项 目具有 良好的经济效益和社会效益 。 2 ) 应用重矿渣配制的 C 3 0以下的混凝土与普通 砂石 骨 料 配 制 的混 凝 土 相 比， 各 项 物理 力 学 性 能基 本相 同 ， 经 辽 宁省 工 程 质量 检 测 中心对 重 矿 渣混 凝 土 C 3 0以下强度等级的检验 ， 各项指标满足国家有 关标准 的指标要求 ， 该产品达到 国内同类产品的先 进水 平 。 3 ) 该产品经本钢路桥建设工程有限公司等单位 的试点应用， 取得较好 的应用效果， 可广泛应用于各 类工业民用建筑的 C 3 0及 C 3 0以下的混凝土工程中。 3 3