專利名稱：一種corex爐渣配制的綠色混凝土的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于土木工程的混凝土技術(shù)領域，涉及一種新型的綠色混凝土的配制技術(shù)，特別涉及到采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣制備混凝土材料的技術(shù)。
背景技術(shù)：
鋼鐵產(chǎn)品是人類社會非常重要的結(jié)構(gòu)材料，也是產(chǎn)量最大、覆蓋面最廣的功能材料。近年來，隨著我國經(jīng)濟建設的快速增長，特別是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型和綠色建筑的發(fā)展需求，鋼鐵工業(yè)得到了較好的發(fā)展，2010年我國粗鋼產(chǎn)量已突破6億噸，其中絕大部分來自高爐-轉(zhuǎn)爐流程。高爐煉鐵工藝歷經(jīng)數(shù)百年的發(fā)展，工藝已日趨成熟。即使如此，高爐工藝也存在一些問題工藝流程復雜、能耗高、環(huán)境污染嚴重與投資龐大等。另外高爐煉鐵工藝對冶金焦有很強的依賴性，然而從已探明的世界煤炭儲量來看，焦煤僅占總儲煤量的5%，而且分布很不均勻，因此高爐煉鐵的發(fā)展面臨著焦煤缺乏的困難。為解決這一困難，非高爐煉鐵技術(shù)就應運而生了，而且得到了較快的發(fā)展。非高爐煉鐵技術(shù)可以分為熔融還原和直接還原兩大類。熔融還原法是以非焦煤為能源，在高溫熔態(tài)下進行鐵氧化物還原，渣鐵能完全分離，得到類似高爐的含碳鐵水。 熔融還原法是20世紀20年代開始提出的，其中最具重要意義的COREX法是由KORF和 V0EST-ALPINE在奧地利和德國政府的財政支持下聯(lián)合開發(fā)的。COREX法工藝流程為礦石的還原和熔融分別在兩個爐子中進行，采用預還原豎爐及熔融氣化爐分別對鐵礦石進行還原和熔化。COREX法的優(yōu)點是以非焦煤為能源，擺脫了高爐煉鐵對優(yōu)質(zhì)冶金焦的依賴；對原、燃料適應性較強，生產(chǎn)的鐵水可用于氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼；生產(chǎn)靈活，必要時可生產(chǎn)高熱值煤氣以解決鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡問題；直接使用煤和氧，不需要焦爐及熱風爐等設備，減少污染，降低了基建投資，生產(chǎn)費用比高爐減少30%以上。但是，COREX熔融還原法非高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣與高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣存在以下差別1)質(zhì)量系數(shù)不同，造成COREX爐渣質(zhì)量系數(shù)差的主要原因是其中的非活性成分(氧化硅)的含量相對較高，活性成分(氧化鈣)的成分相對較低；2)容重不同；3)渣中鐵含量不同-前者單質(zhì)鐵含量相當不穩(wěn)定，最高含量達到7%左右，最低含量為O. 3%;氧化鐵含量波動也比較大，波動范圍在I. 2% 11% ;而后者渣中的單質(zhì)鐵含量波動范圍在
O.6% 3%，氧化鐵含量一般在I. 78%左右。正是由于COREX熔融還原法非高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣與傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣存在很大差異，所以現(xiàn)有的關于煉鐵爐渣的回收利用技術(shù)不能用于對COREX爐渣的回收處理，但是如果COREX爐渣不處理，將造成大量資源的浪費和環(huán)境污染問題，所以如何回收處理COREX熔融還原法非高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的大量爐渣，已成為本行業(yè)急需解決的一個重要技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，以及發(fā)展綠色混凝土技術(shù)要求，提供一種采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的綠色混凝土，不僅實現(xiàn)COREX爐渣回收再利用，避免產(chǎn)生資源浪費和環(huán)境污染問題，而且開辟并且豐富了冶金固體廢棄物的綜合利用途徑。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明所提供的采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土，混凝土容重2300 2450kg/m3，其組分和含量為硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥5wt% 9wt%，礦禮:微粉2wt % 6wt %,粉煤灰2wt % 5wt %, COREX爐禮:9wt % 36wt %,黃砂Owt % 32wt%,碎石45wt% 48wt%,奈系中效外加劑O. IOwt % O. 15wt%,余量為拌合水。所述硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥包括強度等級為42. 5及其以上的水泥；具體強度等級根據(jù)混凝土強度等級選用。所述COREX爐渣為COREX熔融還原法非高爐煉鐵所產(chǎn)生的爐渣，細度模數(shù)(uf)為
2.4 3. 4，質(zhì)量系數(shù)彡I. 3。所述黃砂細度模數(shù)為I. 8 2. 5。所述碎石粒徑為5 25mm。本發(fā)明全部采用COREX爐渣或者部分采用COREX爐渣配制的綠色混凝土，一方面大量節(jié)約了冶金資源性材料，不用或少用天然資源性材料，降低了混凝土生產(chǎn)成本，另一方面又保證了所配制的混凝土具備良好的工作性、耐磨性能和持續(xù)增長的強度，配制的C30 及其以下強度等級的混凝土，具備良好的和易性、可泵性、強度和耐久性，無放射性危害?；炷林苽涔に嚭唵?，同時解決了 COREX爐渣的回收再利用問題，避免了資源浪費和環(huán)境污染，具有明顯的社會、經(jīng)濟和環(huán)保效益。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細、完整地說明下列各實施例中的碎石的粒徑在5 25mm之間。采用COREX爐渣配制的綠色混凝土，應用于某大型重載集裝箱車輛通行的道路混凝土工程。實施例I本實施例采用COREX爐渣配制的混凝土，其組分和重量百分比含量如下
P042.5水泥7.4wt%礦渣微粉5.2 wt %粉煤灰2.2 wt %COREX 爐渣(uf=2.4)16.4 wt %黃砂(uf=2.0)16.4 wt %碎石45.0 wt %奈系中效外加劑0.15wt %拌合水余量 上述各組成的重量百分比之和為100%。
其具體配制過程如下首先將水泥、粉煤灰、礦渣微粉、黃砂、COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣、外加劑等各種原材料按標準進行性能檢測；將檢驗驗收的原材料送入相應料倉；將設計驗證后配合比輸入生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)；按照碎石-COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣-黃砂-膠凝材料(水泥、粉煤灰、礦渣微粉)-拌合水-外加劑的投料順序依次投料，攪拌30 70秒鐘，控制混凝土塌落度100 140_，若混凝土塌落度不能滿足要求，則通過增加外加劑或膠凝材料或少量拌合水進行調(diào)整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能試驗方法》、GB/T 50081《普通混凝土力學性能試驗方法》和GB/T 50082《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》對采用COREX 熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土進行檢驗和驗收。實際配制的混凝土 28天強度達到設計強度127%。實施例2本實施例的采用COREX爐渣配制的混凝土，其組分和重量百分比含量如下
P042.5水泥8.6wt%礦渣微粉3.Owt %粉煤灰3.8 wt %COREX 爐渣(uf=3.4)22.Owt %黃砂(uf=2.0)9.4 wt %碎石45.2wt %奈系中效外加劑0.15wt %拌合水余量上述各組成的重量百分比之和為100%。其具體配制過程如下首先將水泥、粉煤灰、礦渣微粉、黃砂、COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣、外加劑等各種原材料按標準進行性能檢測；將檢驗驗收的原材料送入相應料倉；將設計驗證后配合比輸入生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)；按照碎石-COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣-黃砂-膠凝材料(水泥、粉煤灰、礦渣微粉)-拌合水-外加劑的投料順序依次投料，攪拌50 70秒鐘，控制混凝土塌落度100 140_，若混凝土塌落度不能滿足要求，則通過增加外加劑或膠凝材料或少量拌合水進行調(diào)整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能試驗方法》、GB/T 50081《普通混凝土力學性能試驗方法》和GB/T 50082《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》對采用COREX 熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土進行檢驗和驗收。實際配制的混凝土 28天強度達到設計強度128%。實施例3本實施例的采用COREX爐渣配制的混凝土，其組分和重量百分比含量如下P042.5水泥5.8wt%礦渣微粉3.2wt %粉煤灰3.6 wt %COREX 爐渣(uf=2.4)32.2wt%碎石47.8wt %奈系中效外加劑O.lOwt %拌合水余量上述各組成的重量百分比之和為100%。其具體配制過程如下首先將水泥、粉煤灰、礦渣微粉、黃砂、COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣、外加劑等各種原材料按標準進行性能檢測；將檢驗驗收的原材料送入相應料倉；將設計驗證后配合比輸入生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)；按照碎石-COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣-黃砂-膠凝材料(水泥、粉煤灰、礦渣微粉)-拌合水-外加劑的投料順序依次投料，攪拌60 90秒鐘，控制混凝土塌落度100 120_，若混凝土塌落度不能滿足要求，則通過增加外加劑或膠凝材料或少量拌合水進行調(diào)整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能試驗方法》、GB/T 50081《普通混凝土力學性能試驗方法》和GB/T 50082《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》對采用COREX 熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土進行檢驗和驗收。實際配制的混凝土 28天強度可以達到設計強度的114%，60天強度可以達到設計值的135%，1370天強度可以達到設計值的160%。實施例4本實施例的采用COREX爐渣配制的混凝土，其組分和重量百分比含量如下
P042.5水泥
礦渣微粉粉煤灰
COREX 爐渣(uf=2.4)
碎石奈系中效外加劑拌合水上述各組成的重量百分比之和為100%。其具體配制過程如下首先將水泥、粉煤灰、礦渣微粉、黃砂、COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣、外加劑等各種原材料按標準進行性能檢測；將檢驗驗收的原材料送入相應料倉；將設計驗證后配合比輸入生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)；按照碎石-COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣-黃砂-膠凝材料(水泥、粉煤灰、礦渣微粉)-拌合水-外加劑的投料順序依次投料，攪拌60 80秒鐘，控制混凝土塌落度100 120_，若混凝土塌落度不能滿足要求，則
6.4wt% 1.9wt% 3.0 wt %
35.3wt % 46.Owt % O.lOwt %
余量
6通過增加外加劑或膠凝材料或少量拌合水進行調(diào)整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能試驗方法》、GB/T 50081《普通混凝土力學性能試驗方法》和GB/T 50082《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》對采用COREX 熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土進行檢驗和驗收。實際配制的混凝土 28天強度可以達到設計強度的118%，60天強度可以達到設計強度的135%，1370天強度可以達到設計強度的168%。上述實施例應理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種COREX爐渣配制的綠色混凝土，其特征在于，采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制混凝土，容重2300 2450kg/m3，其組分和含量為硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥5wt % 9wt %，礦渣微粉2wt % 6wt %，粉煤灰2wt % 5wt %，COREX爐渣 9wt % 36wt %,黃砂Owt % 32wt %,碎石45wt % 48wt %,奈系中效外加劑O. IOwt % O.15wt%，余量為拌合水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的COREX爐渣配制的綠色混凝土，其特征在于，所述硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥包括強度等級為42. 5及其以上的水泥；具體強度等級根據(jù)混凝土強度等級選用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的COREX爐渣配制的綠色混凝土，其特征在于，所述COREX爐渣細度模數(shù)為2. 4 3. 4，質(zhì)量系數(shù)彡I. 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的COREX爐渣配制的綠色混凝土，其特征在于，所述黃砂細度模數(shù)為I. 8 2. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的COREX爐渣配制的綠色混凝土，其特征在于，所述碎石粒徑為 5 25mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程的混凝土技術(shù)領域，涉及一種新型的綠色混凝土的配制技術(shù)，采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土，混凝土容重2300～2450kg/m3，其組分和含量為水泥6wt％～9wt％，礦渣微粉2wt％～6wt％，粉煤灰2wt％～4wt％，COREX爐渣9wt％～35wt％，黃砂0wt％～32wt％，碎石45wt％～48wt％，余量為拌合水和外加劑。本發(fā)明的混凝土具備良好的工作性、耐磨性能和持續(xù)增長的強度，無放射性危害。本發(fā)明解決了COREX爐渣的回收再利用問題，既避免了資源性材料的浪費又少用了天然資源材料，而且能顯著降低混凝土的生產(chǎn)成本，具有明顯的社會、經(jīng)濟和環(huán)保效益。
文檔編號C04B28/04GK102584145SQ20121004718
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者張倩, 張紅, 徐莉, 曹黎穎, 林長農(nóng), 沈燕華, 王彩英, 王林, 謝苑華, 趙玉靜, 顧惠平 申請人:寶鋼發(fā)展有限公司