CN109704677A - 建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料及其制备方法，所述装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料按照重量份数是由以下原料制成：镍渣砂52%‑61%、镍渣粉6%‑14%、水泥23%‑35%、复合超细粉10%‑17%、膨胀调节剂1.5%‑2.5%、聚羧酸减水剂1.3%‑1.7%、增强剂0.5%‑1.2%、消泡剂0.4%‑0.9%、缓凝剂0.6%‑1.2%、拌合用水11%‑18%。本发明提供一种建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，基于镍渣的微膨胀性，进而大掺量的利用镍渣经破碎与球磨后得到的镍渣砂和镍渣粉，分别作为体系中细骨料和部分胶凝材料，实现了固废资源再利用，达到了节能减排的目的。

Description

建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物和装配式建筑领域，特别是涉及建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法。

背景技术

自20世纪70年代末以来，虽然我国生产力发展迅速，城市化程度逐渐深入，但随着人口红利的降低，人力成本越来越高，我国建筑领域遇到了诸多困难。因此，装配式建筑因其建造速度快、施工周期短、生产成本低、绿色节能环保等优点，成为了未来我国乃至世界建筑发展的必然趋势。

水泥基灌浆料是混凝土的一种特殊表现形式，以水泥为主要胶凝材料，加以高强度细骨料和不同功能外加剂配制而成，其具有高流动度、早强快、耐久性好等优点，成为现今建筑领域不可或缺的组成部分。目前我国对水泥基灌浆料的研究已逐步走向成熟。专利CN107805019A公开了一种碳纳米管增强超细水泥复合灌浆料及其制备方法，利用碳纳米管增强水泥复合灌浆料的断裂韧性和抗压抗折强度，其制得的灌浆料具有微膨胀性、高流动度等优点，能够适应各类恶劣气候条件。专利CN106495581A公开了用于道路加固的灌浆料及其制备方法，采用废弃混凝土、钢渣和铁尾矿矿渣为主要原料，替代大量水泥，降低了灌浆料的成本，同时改善灌浆料的工作度，具有高流态、高强、抗裂性等优点。专利CN105198295A公开了一种以石英砂和钢渣为骨料的水泥灌浆料，该发明使用了大量钢渣，达到了变废为宝、节能减排的目的。

镍渣是镍金属冶炼过程中，熔融态镍渣经自然风冷或泼水极冷而形成的粒化高炉废渣，其在元素组成上具有SiO₂、MgO含量高等特点，且本身具有一定的微膨胀性。相比于采用风冷方式获得的镍渣，水淬镍渣具有大量的玻璃体，经多级破碎后具有一定的胶凝活性。同时镍渣颗粒表面多孔形貌能够更好的与其他粉料相结合，降低填充成本，提高填充质量，具有良好的社会效益和经济效益。现阶段，我国对镍渣的资源化利用主要有水泥混合材、混凝土掺和料、建筑砌块和蒸压制品、有价金属提取、微晶玻璃等方面，取得了较为良好的发展，目前，镍渣应用于水泥基灌浆料的研究和生产应用实践较少，将镍渣砂放入球磨机进行球磨后可以得到镍渣粉，镍渣粉在保证一定的细度后可以替代胶凝材料使用，目前即使有在水泥基灌浆料中使用镍渣也主要使用的镍渣砂暂无人使用镍渣粉作为胶凝材料，将两者混合使用则更没有，因此，开发一种镍渣水泥基灌浆料，对工业社会的发展具有不可忽视的作用。

发明内容

为了实现废弃镍渣的资源化利用，本发明提供一种建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，基于镍渣的微膨胀性，进而大掺量的利用镍渣经破碎与球磨后得到的镍渣砂和镍渣粉，分别作为体系中细骨料和部分胶凝材料，实现了固废资源再利用，达到了节能减排的目的，为达此目的，本发明提供建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，所述装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料按照重量份数是由以下原料制成，镍渣砂52%-61%、镍渣粉6%-14%、水泥23%-35%、复合超细粉10%-17%、膨胀调节剂1.5%-2.5%、聚羧酸减水剂1.3%-1.7%、增强剂0.5%-1.2%、消泡剂0.4%-0.9%、缓凝剂0.6%-1.2%、拌合用水11%-18%。

优选的，所述镍渣砂作为细骨料，由镍渣经过2-4级破碎后得到，公称粒径范围为0.15-2.36mm，连续级配，掺量为52%-61%，同时符合GB/T14684-2011《建设用砂》的标准要求。

优选的，所述镍渣粉作为胶凝材料由部分镍渣砂经球磨后得到，粒度为150-200目，且过80μm方孔筛筛余≤20%，掺量为6%-14%。

优选的，所述复合超细粉由粉煤灰、硅微粉和磨细矿粉按质量比1:(0.2-0.4):(0.6-0.8)组成，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，硅微粉比表面积为23000-25000 m²/kg，磨细矿粉比表面积为650-700 m²/kg，掺量10%-17%。

优选的，所述膨胀调节剂为中速型膨胀调节剂，其中氧化镁含量≥99%，粒度为400-600目，掺量1.5%-2.5%。

优选的，所述水泥为P·Ⅱ52.5型硅酸盐水泥，掺量23%-35%。

优选的，所述聚羧酸减水剂的减水率为26%-32%，掺量1.3%-1.7%。

优选的，所述增强剂为醋酸乙烯酯与水性丙烯酸共聚乳液，掺量0.5%-1.2%。

优选的，所述消泡剂由聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和乙二醇硅氧烷按质量比1:(0.55-0.61)配制而成，掺量0.4%-0.9%。

优选的，所述缓凝剂由木质素磺酸盐和硼酸按质量比1:(0.36-0.45)配制而成，掺量0.6%-1.2%。

本发明装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料的制备方法，具体步骤如下：

（1）将镍渣进行2-4级破碎后，筛分公称粒径为0.15-2.36mm范围颗粒，其中需要保证颗粒含量占60%以上，作为细骨料；

（2）取上述部分细骨料进行干法球磨，球磨时间10-15min，选取>0.075mm部分，制得目数为150-200，由于水淬镍渣经30min的球磨后，45μm筛余量＜1.0%，其细度远优于水泥（80μm筛余量2-4%），所以15-20min的时间能够保证镍渣粉具有一定的细度；

（3）将制备好的镍渣砂、镍渣粉与水泥和复合超细粉先进行充分混合2-3min，再加入膨胀调节剂、聚羧酸减水剂、增强剂、消泡剂和缓凝剂再次混合，

（4）最后加入11%-18%的拌合用水，充分搅拌后即可。

本发明建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，优点如下；

1、本发明的装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料，基于镍渣的微膨胀性，进而大掺量的利用镍渣经破碎与球磨后得到的镍渣砂和镍渣粉，分别作为体系中细骨料和部分胶凝材料，由于采用镍渣砂和镍渣粉混用，极大限度的实现了对原料的利用，并且由于镍渣的微膨胀性，镍渣粉达到一定细度后作为胶凝材料胶凝效果较传统胶凝材料更佳，这样不仅实现了固废资源再利用，达到了节能减排的目的，而且产品性能优越；

2、本发明增强剂，原创的采用醋酸乙烯酯与水性丙烯酸共聚乳液，该增强剂是通过自由基聚合反应，具有良好的流变性能和分散性能，加入到浆体中，能够与水泥、复合超细粉等紧密地结合，显著提高浆体的机械力学性能，效果极佳；

3、本发明的灌浆料具有流动性好、早强高、耐久性好等优点，除了传统的建筑外，特别适用于装配式建筑的施工应用。

4、经过实际检测本发明的灌浆料符合GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》指标要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，基于镍渣的微膨胀性，进而大掺量的利用镍渣经破碎与球磨后得到的镍渣砂和镍渣粉，分别作为体系中细骨料和部分胶凝材料，实现了固废资源再利用，达到了节能减排的目的。

本发明建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，具体原料如下；

镍渣砂52%-61%、镍渣粉6%-14%、水泥23%-35%、复合超细粉10%-17%、膨胀调节剂1.5%-2.5%、聚羧酸减水剂1.3%-1.7%、增强剂0.5%-1.2%、消泡剂0.4%-0.9%、缓凝剂0.6%-1.2%、拌合用水11%-18%。

以下为具体实施例；

本发明水泥基灌浆料实施例1；

建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，是由以下原料按质量分数配制而成：镍渣砂53%、镍渣粉9%、水泥26%、复合超细粉12%、膨胀调节剂1.8%、聚羧酸减水剂1.4%、增强剂0.7%、消泡剂0.5%、缓凝剂0.6%，拌合时加入占灌浆料质量16%的用水量，充分拌合均匀即可。

本发明水泥基灌浆料实施例2；

建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，是由以下原料按质量分数配制而成：镍渣砂57%、镍渣粉9%、水泥24%、复合超细粉10%、膨胀调节剂1.5%、聚羧酸减水剂1.6%、增强剂0.8%、消泡剂0.7%、缓凝剂0.7%，拌合时加入占灌浆料质量14%的用水量，充分拌合均匀即可。

本发明水泥基灌浆料实施例3；

建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，是由以下原料按质量分数配制而成：镍渣砂57%、镍渣粉7%、水泥24%、复合超细粉12%、膨胀调节剂1.5%、聚羧酸减水剂1.8%、增强剂0.8%、消泡剂0.6%、缓凝剂0.7%，拌合时加入占灌浆料质量14%的用水量，充分拌合均匀即可。

本发明水泥基灌浆料实施例4；

建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，是由以下原料按质量分数配制而成：镍渣砂55%、镍渣粉6%、水泥28%、复合超细粉11%、膨胀调节剂1.7%、聚羧酸减水剂1.5%、增强剂1.0%、消泡剂0.7%、缓凝剂0.8%，拌合时加入占灌浆料质量16%的用水量，充分拌合均匀即可。

本发明水泥基灌浆料实施例5；

建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，是由以下原料按质量分数配制而成：镍渣砂55%、镍渣粉7%、水泥25%、复合超细粉13%、膨胀调节剂1.9%、聚羧酸减水剂1.3%、增强剂1.0%、消泡剂0.4%、缓凝剂0.8%，拌合时加入占灌浆料质量17%的用水量，充分拌合均匀即可。

实施例1-5中装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料性能及技术指标如表1所示：

表1

本发明装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料的制备方法实施例，具体步骤如下：

（1）将镍渣进行2-4级破碎后，筛分公称粒径为0.15-2.36mm范围颗粒，其中需要保证颗粒含量占60%以上，作为细骨料；

（2）取上述部分细骨料进行干法球磨，球磨时间10-15min，选取>0.075mm部分，制得目数为150-200，由于水淬镍渣经30min的球磨后，45μm筛余量＜1.0%，其细度远优于水泥（80μm筛余量2-4%），所以15-20min的时间能够保证镍渣粉具有一定的细度；

（3）将制备好的镍渣砂、镍渣粉与水泥和复合超细粉先进行充分混合2-3min，再加入膨胀调节剂、聚羧酸减水剂、增强剂、消泡剂和缓凝剂再次混合，

（4）最后加入11%-18%的拌合用水，充分搅拌后即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，所述装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料按照重量份数是由以下原料制成，其特征在于：镍渣砂52%-61%、镍渣粉6%-14%、水泥23%-35%、复合超细粉10%-17%、膨胀调节剂1.5%-2.5%、聚羧酸减水剂1.3%-1.7%、增强剂0.5%-1.2%、消泡剂0.4%-0.9%、缓凝剂0.6%-1.2%、拌合用水11%-18%。

2.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，其特征在于：所述镍渣砂作为细骨料，由镍渣经过2-4级破碎后得到，公称粒径范围为0.15-2.36mm，连续级配，掺量为52%-61%。

3.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料，其特征在于：所述镍渣粉作为胶凝材料由部分镍渣砂经球磨后得到，粒度为150-200目，且过80μm方孔筛筛余≤20%，掺量为6%-14%。

4.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，其特征在于：所述复合超细粉由粉煤灰、硅微粉和磨细矿粉按质量比1:(0.2-0.4):(0.6-0.8)组成，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，硅微粉比表面积为23000-25000 m²/kg，磨细矿粉比表面积为650-700 m²/kg，掺量10%-17%。

5.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，其特征在于：所述膨胀调节剂为中速型膨胀调节剂，其中氧化镁含量≥99%，粒度为400-600目，掺量1.5%-2.5%。

6.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，其特征在于：所述水泥为P·Ⅱ52.5型硅酸盐水泥，掺量23%-35%。

7.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，其特征在于：所述聚羧酸减水剂的减水率为26%-32%，掺量1.3%-1.7%。

8.根据权利要求1所述的建筑用镍渣砂和镍渣粉混用水泥基灌浆料及其制备方法，其特征在于：所述增强剂为醋酸乙烯酯与水性丙烯酸共聚乳液，掺量0.5%-1.2%。

9.如权利要求1所述的装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料，其特征在于：所述消泡剂由聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和乙二醇硅氧烷按质量比1:(0.55-0.61)配制而成，掺量0.4%-0.9%，所述缓凝剂由木质素磺酸盐和硼酸按质量比1:(0.36-0.45)配制而成，掺量0.6%-1.2%。

10.如权利要求1所述的装配式建筑用镍渣水泥基灌浆料的制备方法，具体步骤如下，其特征在于：

（1）将镍渣进行2-4级破碎后，筛分公称粒径为0.15-2.36mm范围颗粒，其中需要保证颗粒含量占60%以上，作为细骨料；

（2）取上述部分细骨料进行干法球磨，球磨时间10-15min，选取>0.075mm部分，制得目数为150-200镍渣粉；

（3）将制备好的镍渣砂、镍渣粉与水泥和复合超细粉先进行充分混合2-3min，再加入膨胀调节剂、聚羧酸减水剂、增强剂、消泡剂和缓凝剂再次混合，

（4）最后加入11%-18%的拌合用水，充分搅拌后即可。