一種用普通硅酸鹽水泥制備全重礦渣集料的耐熱混凝土的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐火材料，尤其是涉及一種用普通硅酸鹽水泥制備全重礦渣集料的耐熱混凝土。
【背景技術】
[0002]一般耐熱混凝土的組成材料包括耐火骨料(粗骨料和細骨料)、耐火粉料、摻合料、結合劑等，其中主要的耐火原材料骨料一般還是用性能穩定的耐火原材料，其耐熱度均可達到1200°C以上，用于生產700°C以下的耐熱混凝土，不僅嚴重浪費耐火材料原生資源，同時導致大材小用，得不償失，本發明做出之前，現有耐熱混凝土工程，都是按照傳統工藝用耐火材料做耐熱混凝土的粗細骨料，再利用耐高溫水泥一高鋁水泥和水按定量配合而成，但由于耐火原料要經過采礦石加工、運輸、煅燒而成，其成本都較高爐重礦渣要高。
[0003]相關對比資料
1、復合高爐重礦渣耐熱混凝土及其性能
該文獻用于700耐熱混凝土，其結合劑用礦渣水泥，高爐重礦渣為鞍鋼產，其臨界粒度與本發明不同，只有5mm，臨界粒度越小，相對耐熱穩定性越高，但導致其常溫強度為22-33.6MPa，而700°C的殘余強度指標也在50_66%。而該文獻中提到的高爐重礦渣耐熱混凝土的耐熱度可達700-1200°C是不可能的，因高爐重礦渣是在高爐冶煉鐵水的過程中產生的廢渣于鐵水之上，其冶煉生鐵的溫度范圍為1200-1300°C，說明高爐重礦渣在1200°C即為液態形式，不可能具有所謂骨料的強度，用于耐熱度達1200°C以下是不可行的。
[0004]2、礦渣集料混凝土耐熱性的試驗
該文獻用于700°C以下的耐熱混凝土，結合劑也是利用可以耐高溫的礦渣水泥，集料選用的是馬鋼高爐礦渣，其烘干強度為31.4-33.8MPa，700°C殘余強度為11.4-17.8MPa。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是:提供一種耐熱混凝土，該耐熱混凝土全部采用包鋼冶金固體廢棄物，降低了生產成本，減少原生資源開采，同時也減少了高爐重礦渣在包鋼的大量堆存占地問題，也減少了環境污染問題，還有也利用其他固體廢渣解決了不耐高溫的普硅水泥做耐熱混凝土的結合劑；制得產品物理指標為體積密度110±5°C，24h為
2.65-2.72g/cm3,常溫7天養護后，于110 °C烘干耐壓強度為42.8_59MPa，700°C，保溫3h，其高溫殘余強度達24.8-38MPa,占常溫烘干耐壓強度的53-68% ;或600°C，保溫3h，其高溫殘余強度達27.4-40MPa,占常溫烘干耐壓強度的59_72%，線變化率在土 1%之間。
[0006]本發明為解決上述提出的問題所采用解決方案為:
一種用普通硅酸鹽水泥制備全重礦渣集料的耐熱混凝土，其特性在于，包括以下重量百分比的組分:
高爐重礦渣骨料:40-80% ;普通硅酸鹽水泥:10-20% ;礦渣微粉:10-20% ;粉煤灰:0-10% ;二氧化硅微粉:0-10% ;然后按重量百分再加入三聚磷酸鈉:0.01-0.03% ;偏磷酸鈉:0.01-0.03%o
[0007]本發明高爐重礦渣應具有穩定的結構，如并無石灰、硅酸鹽和鐵分解現象的發生，同時還要求其是自然緩慢冷卻、揀選出其中的泡沫渣、雜質，經過磁選后的高爐重礦渣。
[0008]礦渣微粉要求符合標準GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》的S75級別指標。
[0009]粉煤灰要求符合標準GB/T1496-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的二級以下，其燒失量不大于5%。
[0010]二氧化硅微粉符合標準GB/T21236-2007《電爐回收二氧化硅微粉》中的SF85級別。
[0011]普通硅酸鹽水泥符合標準GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》中的P.042.5級別。
[0012]進一步:所述高爐重礦渣骨料中，其中的CaO含量不得大于45%，臨界粒徑不得大于20mm，其集料強度一壓碎值不大于16%。
[0013]進一步:將上述原料組分按要求指標，高爐重礦渣級配的骨料與礦渣微粉、粉煤灰、二氧化硅微粉的粉料混合物按6-7:3-4的重量比例混合均勻后，再按原料總重量的10-16%的比例加入普通硅酸鹽水泥結合劑，并充分混合均勻，使用前再加水攪拌即可，因高爐重礦渣的空隙率較耐火材料大，其易吸水，為了保證混凝土的工作性能滿足使用要求，需要適當延長攪拌時間，一方面為了保證混凝土的均質性；另一方面防止多孔隙的重礦渣混凝土產生返水現象，影響其后期性能的體現。
[0014]本發明制得產品物理指標為體積密度110 ± 5 °C，24h為2.65-2.72g/cm3,常溫7天養護后，于110°C烘干耐壓強度為42.8-59MPa，700°C，保溫3h，其高溫殘余強度達24.8-38MPa,占常溫烘干耐壓強度的53-68% ;或600°C，保溫3h，其高溫殘余強度達27.4-40MPa,占常溫烘干耐壓強度的59_72%，線變化率在土 1%之間。
[0015]本發明與現有技術相比特點為:現有技術中的礦渣集料是鞍鋼等產礦渣，結合劑用的是礦渣類耐高溫水泥，而本發明是利用包鋼高爐重礦渣做集料，利用不耐高溫的普硅水泥及活性好、并且與水泥能形成耐高溫礦相的冶金固廢做摻合料來配制成耐高溫膠結材，達到耐高溫、強度高的效果，同時其研制的耐熱混凝土其常溫強度及高溫殘余強度都比相關文獻的尚。
[0016]本發明各項物理性能指標均比現行標準的指標值高很多，是一種具有普遍推廣使用價值的新型爐用材料。本發明選料容易，配合比合理，制備工藝相對簡單，能大幅度減少原材料成本，是一項不可多得的新材料，新技術、新領域。變廢為寶，為廣泛應用固廢生產高附加值產品提供了廣闊的利用前景。本發明適用于國民經濟中需用耐熱混凝土材料相應建筑工程的各領域中。
[0017]本發明是針對現有耐熱混凝土用骨料的上述缺點，對耐熱混凝土的主要原材料一耐火骨料進行了替換，而用包鋼高爐冶煉產生的廢渣高爐重礦渣正好滿足700°C以下的耐熱混凝土的各項性能要求，而且會產生較大的經濟社會效益，與現有技術相比，本發明的優點是:全部利用冶金固廢高爐爐重礦渣替代耐火材料做耐火骨料，而其膠凝材料全部采用礦渣粉和粉煤灰粉料等冶金固廢材料，結合劑用不耐高溫的普通硅酸鹽水泥，充分利用了現有的冶金渣資源，在水泥水化過程中形成硅酸鹽和鋁酸鹽等的耐高溫水合物，減少了氫氧化物等不穩定物的產生，豐富了耐熱混凝土原料的來源，降低了耐熱混凝土的成本，解決了重礦渣難利用的難題，為重礦渣的利用開辟了新途徑。
[0018]本發明首先是首次全部利用包鋼產的固體廢棄物高爐重礦渣做耐熱混凝土的骨料；其二，是利用不耐高溫的普硅水泥，摻加入一定量的不同礦物組成的冶金固廢使其在水泥的水化過程中發生相應的反應，產生耐高溫的礦物結構來改善其普硅水泥的不耐高溫性，改變其礦物組成；其三，利用高爐冶煉產生的廢渣一高爐重礦渣，替代砂石的不耐高溫，同時替代原料成