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发布时间：2014-09-16 13:42:43更新时间：2014-09-16 13:48:54所属分类：青海大学学报浏览：1次

【摘 要】高钛重矿渣是指攀钢用铁矿冶炼生铁时产生的熔融矿渣，经自然冷却或水淬而成的以南钛辉石、钙钛矿等矿物为主的无机固体材料。外观呈灰黑色，带有微孔结构，属于非活性材料。上世纪70年代开始广泛应用在攀枝花地区的工业民用建筑工程中，已形成较为成

　　【摘 要】高钛重矿渣是指攀钢用铁矿冶炼生铁时产生的熔融矿渣，经自然冷却或水淬而成的以南钛辉石、钙钛矿等矿物为主的无机固体材料。外观呈灰黑色，带有微孔结构，属于非活性材料。上世纪70年代开始广泛应用在攀枝花地区的工业民用建筑工程中，已形成较为成熟并具有地方特色的施工技术。本文从攀西地区高钛重矿渣混凝土施工技术的实际情况出发，对目前高钛重矿渣混凝土的制备、浇筑、养护及施工材料质量控制等做了简要介绍和分析，具有一定的现实意义。

　　【关键词】核心论文发表网,高钛重矿渣,施工技术,工程应用,混凝土

　　1.引言

　　目前，攀钢高炉重矿渣的堆积量达数千万吨，每年新增300余万吨，大量的高炉重矿渣堆积不仅造成环境污染，也是对二次资源的极大浪费[1]。上世纪70 年代，攀钢展开了以高钛重矿渣碎石、渣砂作为混凝土粗、细骨料的一系列试验研究，试验研究表明，攀钢高钛重矿渣作为混凝土粗细骨料是可行的，能满足一般工程的需要。1976年开始在攀钢及市政建设中大量使用，其施工质量优良，工程使用数年后仍保持完好，经钻芯取样，未发现界面有碱骨料反应破坏产生。实践证明，高钛重矿渣碎石具有2～3级石料的力学强度，耐磨性不亚于石灰岩，各项指标均符合冶金部颁布的《高炉重矿渣应用暂行技术条件》的规定，可配置不同强度的混凝土[2-3]。用高钛重矿渣作建筑材料，其结构的耐久性、经济性和社会效益显著，是处理高钛重矿渣生产和环境保护的主要途径，对于解决攀钢矿渣过量堆积，节约自然资源，降低工程成本，保护长江上游生态环境等具有重要的意义。

　　2.高钛重矿渣混凝土施工材料的质量控制

　　2.1水的质量要求

　　水在高钛重矿渣混凝土施工中贯穿整个施工过程的始终。高钛重矿渣混凝土施工中的工程建筑及养护对水的质量都有一定的要求，比如对水中的PH值，硫酸盐的含量等都随着工程类型的不同而有各种质量标准。只有水质达到一定的标准才能在高钛重矿渣混凝土施工中使用，像一般的污水、海水以及未经处理的沼泽水等都不能在施工中随意使用[4]。总体来说应符合JGJ63《混凝土拌合用水标准》规定。

　　2.2水泥的质量要求

　　水泥选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。应根据工程特点、施工条件及材料性能选用相适应的水泥品种及强度等级，并确保所用水泥质量符合GB175《通用硅酸盐水泥》的规定。同时应在保证质量安全的前提下，尽量选择性价格上比较有优势的水泥，从而达到节约成本的目的。

　　2.3骨料的质量控制

　　粗骨料应采用高钛重矿渣碎石，并经破碎、磁选、筛分加工成的粒径大于4.75mm的高钛重矿渣颗粒。按高钛重矿渣碎石技术指标分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。其中Ⅰ类适用于强度等级大于C50的混凝土;Ⅱ类适用于强度等级C30～C50的混凝土;Ⅲ 类适用于强度等级小于C30的混凝土。

　　表1 氯离子、硫化物及硫酸盐、玻璃体含量、杂物

　　项目 指标

　　Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类

　　氯离子含量，% <0.01 <0.02 <0.06

　　硫化物及硫酸盐(按SO3质量计)，% <0.5

　　玻璃体含量按质量计，% <10

　　杂物 不得混入钢渣等杂物

　　细骨料应采用高钛重矿渣砂：高炉冶炼钒钛磁铁矿产生的TiO2含量不低于15%的矿渣为原料，经破碎、磁选、筛分加工而成的、粒径小于4.75mm的高钛重矿渣颗粒。高钛重矿渣砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，其细度模数分别为：

　　――粗：3.7～3.1;

　　――中：3.0～2.3;

　　――细：2.2～1.6。

　　高钛重矿渣砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类，并且MB值应小于1.4，渣粉(粒径小于75μm的颗粒含量)含量应符合表2的规定。

　　表2渣粉含量

　　项 目 指 标

　　Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类

　　渣粉含量(按质量计)/% 7.0～10.0 8.0～12.0 10.0～16.0

　　3.高钛重矿渣混凝土的制备工艺要求

　　高钛重矿渣混凝土配合比的设计和普通混凝土的配合比设计一样，按照相关标准执行。需要注意的是，高钛矿渣骨料吸水率比普通骨料大，配合比设计时宜采用有效用水量，骨料用量应以干燥状态计。试配时高钛重矿渣碎石宜预湿2小时以上，测定其含水率，并在试配报告中注明，采用非预湿工艺时，应计算附加水量，并给出总用水量。并且矿渣粗细骨料表面粗糙，为保证良好的和易性，高钛重矿渣混凝土砂率应较普通混凝土有所增加，最佳砂率须经试验确定。高钛矿渣泵送混凝土坍落度宜比普通泵送混凝土大20mm左右。高钛重矿渣混凝土投料顺序：先装粗骨料、水泥、掺合料再装细骨料，最后加入水(高钛重矿渣碎石应预湿)，掺合料宜与水泥同时加入。高钛重矿渣混凝土搅拌的最短时间见表3。

　　表3 混凝土搅拌的最短时间(秒)

　　混凝土坍落度(mm) 搅拌机机型 搅拌机出料量(L)

　　<250 250～500 >500

　　≤40 强制式 60 90 120

　　>40且<100 强制式 60 60 90

　　≥100 强制式 60

　　4.高钛重矿渣混凝土的浇筑

　　混凝土的浇筑一般包含了运输、振捣及具体混凝土构件浇筑等方面。

　　4.1高钛重矿渣混凝土的运输

　　高钛重矿渣混凝土运输一般采取泵送的方式。混凝土泵开启后，先泵送适量的与混凝土内成分相同的水泥砂浆或水泥浆润滑混凝土泵及输送管内壁。润管的水泥浆及砂浆必须排除在密闭的模板外。在泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气产生堵塞。泵送高钛重矿渣混凝土必须掺入泵送剂或减水剂等适宜的外加剂、掺合料，才能满足泵送施工要求。泵送混凝土最小水泥用量宜为300kg/m3，水泥用量对泵送性能有显著影响[5]。经泵送试验表明矿渣泵送混凝土胶凝材料总量(包括水泥和掺合料)少于350kg/m3泵送困难，因此，泵送高钛重矿渣混凝土胶凝材料总量不宜少于350kg/m3。泵送距离、泵送高度、骨料最大粒径等因素影响，矿渣泵送混凝土胶凝材料具体用量应根据具体情况试验确定。混凝土拌合物应以最短时间运到浇筑地点，运输时间越短混凝土拌合物经时损失越少，施工性能越佳。混凝土拌合物离析水泥浆流失会影响混凝土的工作性、密实性、强度、耐久性等，不但要防止离析，而且在发现离析浇筑前应进行二次拌匀。 　　4.2高钛重矿渣混凝土的振捣

　　高钛重矿渣混凝土应采用机械振捣。振动器的选择应根据施工方案或要求选择。使用插入式振捣器应快插慢拔，振捣器移动间距不宜大于振动棒作用半径的1.4倍;振捣器应插入下层混凝土内的深度不小于50mm;振捣器与模板距离不应大于其作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、模板、预埋管、预埋件等[6]。当采用表面振动时，其移动间距距离应能保证振动器的平板覆盖已振实部分的边缘。

　　4.3高钛重矿渣混凝土构件的浇筑

　　混凝土的浇筑是工程施工的关键与核心环节，浇筑时要注意持续性及层次性。在混凝土浇筑的过程中，应该分阶段、分层次来进行浇筑。浇筑的高度要根据建筑的结构特点和钢筋的疏密程度来决定，此外，高钛重矿渣混凝土浇筑还应具有持续性，期间不能间断。

　　对于高钛重矿渣混凝土梁板的浇筑，梁和板宜同时浇筑混凝土。拱和高度大于1m的梁等结构，可单独浇筑混凝土。需要注意的是，在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时，应在柱和墙浇筑完毕后停歇1h ～1.5h，再继续浇筑。高钛重矿渣混凝土楼梯的浇筑应自下而上浇筑，先振实底板混凝土，达到踏步混凝土一起浇捣，不断连续向上推进，并随时用木抹子将踏步上表面抹平。高钛重矿渣混凝土柱的浇筑前底部应先填以5-10cm厚与混凝土配合比相同的减半石子混凝土。柱高在3米之内，可在柱顶直接下灰浇筑，柱高超过3米时应采取措施用串筒分段浇筑。每段的高度不得超过2米。

　　5.高钛重矿渣混凝土的养护

　　高钛重矿渣混凝土养护应严格按照GB50666《混凝土结构工程施工规范》中规定执行，并满足下列要求：

　　5.1高钛重矿渣混凝土应在浇筑完成12h内对高钛重矿渣混凝土加以覆盖并保湿养护，潮湿养护时间不得少于7d，干燥或炎热气候条件下以及掺有粉煤灰等掺合料、缓凝型外加剂的高钛重矿渣混凝土的潮湿养护时间不得少于14d。

　　5.2与空气接触面积大的结构如地坪、道路、板、墙体等应加强养护，应适当增加浇水次数，养护时间不得少于14d。

　　5.3大体积高钛重矿渣混凝土、有抗渗要求的高钛重矿渣混凝土等的养护应严格按有关标准规定和施工技术措施进行。如有设计要求按设计要求执行。

　　6.结语

　　高钛重矿渣混凝土施工技术是目前攀西地区土木工程施工中所必须高度重视的一项技术，也是该地区土木工程行业健康快速发展的技术保障。随着攀西地区的经济发展，工程结构的种类将越发复杂，高钛重矿渣混凝土施工技术则需要不断加强理论与实践的结合，不断研究创新，才能提高高钛重矿渣混凝土的施工技术水平，从而更加适应社会的发展。

　　参考文献：

　　[1]焦涛，李小伟，陈伟，李学伟. 全高炉矿渣钢筋混凝土柱的延性试验[J]，2013，39(2)：60-63.

　　[2]孔德栋.高钛重矿渣砂配置高强混凝土的研究[D].武汉理工大学，2013.

　　[3]肖斐.钛渣混凝土性能的研究[D].重庆大学，2004.

　　[4]吕新东.浅谈土建工程混凝土施工技术[J].科技与企业，2012，20(16)：244.

　　[5]中华人民共和国行业标准： 混凝土泵送施工技术规程(JGJ/T 10-2011)[S].

　　[6]郑英会.水利工程施工中振捣机具设备及操作要点综评[J].黑龙江水利科技，2010，38(6)：131-132.

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