本發明屬于混凝土材料的技術領域，具體涉及一種以鎳鐵渣微粉為主要摻和料的道路混凝土及其制備方法。
背景技術：
隨著我國社會經濟的快速發展，道路運輸業在其中發揮著越來越重要的作用。國家預計在30年間，將投入兩萬億建立“7918”國家交通公路網。因混凝土是道路施工必不可少的原材料，具有造價低、耐壓程度高以及不易被自然環境所破壞的等優點，混凝土在道路施工中得到廣泛的應用。但是，隨著道路尤其是高速公路建設的迅猛發展，對混凝土的需求量也日益增大，而制備混凝土所需的膠凝材料主要是水泥。眾所周知，水泥行業是我國主要的高能耗、高排放產業，高污染的行業，加大節能減排力度，已成為水泥行業面臨的一項艱巨而緊迫的任務。
近年來，大面積道路過早破壞的問題也非常突出。許多新建或新近大修的國道、省道都出現過嚴重的早期破壞，與設計使用年限相差甚遠。究其原因，最主要的因素還是巨大的載重和交通量必然對路面結構造成極為嚴重的損壞?？拐蹚姸仁怯绊懟炷谅访娼Y構性破壞最直接的力學指標，因此，提高混凝土的抗折強度，才能滿足社會經濟發展對混凝土道路的高要求。
鎳鐵渣是紅土鎳礦在提煉金屬鎳或是在鎳鐵合金冶煉過程中產生的廢渣。據統計，到2015年鎳鐵渣的總排放量將接近一億噸，超過銅渣、錳渣等冶金渣的排放總量，約占到冶金渣總排放量的五分之一。目前，我國對鎳鐵渣的綜合利用率不足10％，其處理方式多以露天堆存或填埋，這不僅浪費資源，而且占用大量的土地，破壞周邊的生態環境。
面對資源、能源和環境的多重壓力，在可持續發展的道路上，節能減排和資源的循環利用無疑是正確的選擇之一。研究一種節能減排、綠色環保型的混凝土已成為重中之重。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種以鎳鐵渣微粉為主要摻和料的混凝土及其制備方法，鎳鐵渣的利用率提高，從而解決了冶金工業固廢排放難題和環境污染問題，而且也為制備道路混凝土提供了一種原料來源，降低了生產成本。
本發明提供了一種道路混凝土，該混凝土包括以下質量份的組分：硅酸鹽水泥50-80份、鎳鐵渣微粉20-40份、礦渣粉10-24份、粉煤灰5-10份、鋼渣微粉5-10份、細集料40-300份、粗集料300-400份、外加劑1.2-1.5份、激發劑0.8-2份、水50-80份。
本發明的道路混凝土中添加有鎳鐵渣微粉和礦渣粉，發揮各摻合組分間的“疊加效應”，優勢互補，避免單摻某一種組分所帶來的性能缺陷；通過摻加激發劑，可顯著提高鎳鐵渣微粉的利用率，降低生產成本。
進一步的，硅酸鹽水泥為P.O 42.5級，比表面積為350-600m2/kg。
進一步的，鎳鐵渣微粉的比表面積為400-550m2/kg；礦渣粉的比表面積為380-500m2/kg；粉煤灰比表面積為450-580m2/kg；鋼渣微粉的比表面積為430-550m2/kg。
進一步的，細集料采用連續級配，細集料粒徑控制在0.15-4.75mm，細度模數為3.2；粗集料粒徑控制在4.75-26.5mm。
進一步的，外加劑為聚羧酸高效減水劑。
進一步的，激發劑為水玻璃、椰油醇硫酸酯鈉、聚丙乙烯酰胺、二乙醇單異丙醇胺中的一種或多種。
本發明還提供了上述道路混凝土的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將50-80份硅酸鹽水泥、20-40份鎳鐵渣微粉、10-24份礦渣粉、5-10份粉煤灰、5-10份鋼渣微粉、40-300份細集料、300-400份粗集料，倒入攪拌機中，攪拌混合；
(2)將1.2-1.5份外加劑、0.8-2份激發劑加入到50-80份水中，混合均勻后，將其一并加入到上述攪拌機中，攪拌混合后，獲得所述道路混凝土。
本發明的道路混凝土通過在攪拌機中添加主要的摻和組分，然后添加另外的外加劑和激發劑，攪拌混合制得，制備方法簡單，對技術要求不高。
進一步的，步驟(1)中，攪拌混合1-2min。
進一步的，步驟(2)中，攪拌混合2-3min。
本發明的有益效果：
1)本發明道路混凝土中添加鎳鐵渣微粉和礦渣粉為主要摻合組分，發揮各摻合組分間的“疊加效應”，優勢互補，避免單摻某一種組分所帶來的性能缺陷；
2)本發明道路混凝土中添加激發劑，可顯著提高鎳鐵渣微粉的利用率，降低生產成本，同時使鎳鐵渣微粉、礦渣粉、粉煤灰和鋼渣微粉的活性充分發揮出來，加速與水泥產物發生二次水化反應，消除結晶較大的氫氧化鈣，增大混泥土的密實度，極大地提高了道路混凝土的抗折強度，具有顯著的經濟效益和社會效益；
3)本發明道路混凝土的制備方法簡單，對技術的要求不高。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行詳細地解釋說明。
實施例1
本發明提供了一種道路混凝土，該混凝土的各組分為：硅酸鹽水泥7.5kg、鎳鐵渣微粉2.1kg、礦渣粉1.5kg、粉煤灰0.6kg、鋼渣微粉0.5kg、細集料24.9kg、粗集料30.6kg、外加劑120g、激發劑150g、水5.1kg；所述硅酸鹽水泥為P.O 42.5級，比表面積為350-600m2/kg；鎳鐵渣微粉的比表面積為400-550m2/kg；礦渣粉的比表面積為380-500m2/kg；粉煤灰的比表面積為450-580m2/kg；鋼渣微粉的比表面積為430-550m2/kg；外加劑為聚羧酸高效減水劑；激發劑包括椰油醇硫酸酯鈉80g和聚丙乙烯酰胺70g；細集料采用連續級配，細集料粒徑控制在0.15-4.75mm，細度模數3.2，粗集料粒徑控制在4.75-26.5mm。
本發明還提供了該道路混凝土的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將上述質量的硅酸鹽水泥、鎳鐵渣微粉、礦渣粉、粉煤灰、鋼渣微粉、細集料、粗集料倒入攪拌機中，攪拌1min；
(2)將上述質量的外加劑、激發劑加入到稱量好的水中，混合均勻，然后連同拌合水一并加入上述攪拌機中，攪拌2min，制得所述道路混凝土。
實施例2
本發明提供了一種道路混凝土，該混凝土的各組分為：硅酸鹽水泥6.0kg、鎳鐵渣微粉2.7kg、礦渣粉2.5kg、粉煤灰0.5kg、鋼渣微粉0.8g、細集料4.3kg、粗集料30.9kg、外加劑126g、激發劑95g、水4.8kg；所述硅酸鹽水泥為P.O 42.5級，比表面積為350-600m2/kg；鎳鐵渣微粉的比表面積為400-550m2/kg；礦渣粉的比表面積為380-500m2/kg；粉煤灰的比表面積為450-580m2/kg；鋼渣微粉的比表面積為430-550m2/kg；外加劑為聚羧酸高效減水劑；激發劑包括水玻璃45g和二乙醇單異丙醇胺50g；細集料采用連續級配，細集料粒徑控制在0.15-4.75mm，細度模數3.2，粗集料粒徑控制在4.75-26.5mm。
本發明還提供了該道路混凝土的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將上述質量的硅酸鹽水泥、鎳鐵渣微粉、礦渣粉、粉煤灰、鋼渣微粉、細集料、粗集料倒入攪拌機中，攪拌1.5min；
(2)將上述質量的外加劑、激發劑加入到稱量好的水中，混合均勻，然后連同拌合水一并加入上述攪拌機中，攪拌2.5min，制得所述道路混凝土。
實施例3
本發明提供了一種道路混凝土，該混凝土的各組分為：硅酸鹽水泥8.0kg、鎳鐵渣微粉2.5kg、礦渣粉1.1kg、粉煤灰0.8kg、鋼渣微粉0.7kg、細集料23.8kg、粗集料29.3kg、外加劑124g、激發劑200g、水5.4kg；所述硅酸鹽水泥為P.O 42.5級，比表面積為350-600m2/kg；鎳鐵渣微粉的比表面積為400-550m2/kg；礦渣粉的比表面積為380-500m2/kg；粉煤灰的比表面積為450-580m2/kg；鋼渣微粉的比表面積為430-550m2/kg；外加劑為聚羧酸高效減水劑；激發劑為椰油醇硫酸酯鈉200g；細集料采用連續級配，細集料粒徑控制在0.15-4.75mm，細度模數3.2，粗集料粒徑控制在4.75-26.5mm。
本發明還提供了該道路混凝土的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將上述質量的硅酸鹽水泥、鎳鐵渣微粉、礦渣粉、粉煤灰、鋼渣微粉、細集料、粗集料倒入攪拌機中，攪拌2min；
(2)將上述質量的外加劑、激發劑加入到稱量好的水中，混合均勻，然后連同拌合水一并加入上述攪拌機中，攪拌3min，制得所述道路混凝土。
實施例4
本發明提供了一種道路混凝土，該混凝土的各組分為：硅酸鹽水泥5.0kg、鎳鐵渣微粉4.0kg、礦渣粉1kg、粉煤灰1kg、鋼渣微粉1kg、細集料30kg、粗集料40kg、外加劑150g、激發劑80g、水8kg；所述硅酸鹽水泥為P.O 42.5級，比表面積為350-600m2/kg；鎳鐵渣微粉的比表面積為400-550m2/kg；礦渣粉的比表面積為380-500m2/kg；粉煤灰的比表面積為450-580m2/kg；鋼渣微粉的比表面積為430-550m2/kg；外加劑為聚羧酸高效減水劑；激發劑包括椰油醇硫酸酯鈉80g；細集料采用連續級配，細集料粒徑控制在0.15-4.75mm，細度模數3.2，粗集料粒徑控制在4.75-26.5mm。
本發明還提供了該道路混凝土的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將上述質量的硅酸鹽水泥、鎳鐵渣微粉、礦渣粉、粉煤灰、鋼渣微粉、細集料、粗集料倒入攪拌機中，攪拌2min；
(2)將上述質量的外加劑、激發劑加入到稱量好的水中，混合均勻，然后連同拌合水一并加入上述攪拌機中，攪拌3min，制得所述道路混凝土。
對比例
該混凝土的各組分為：硅酸鹽水泥6.0kg、鎳鐵渣微粉2.7kg、礦渣粉2.5kg、粉煤灰0.5kg、鋼渣微粉0.8g、細集料4.3kg、粗集料30.9kg、外加劑126g、水4.8kg；所述硅酸鹽水泥為P.O 42.5級，比表面積為350-600m2/kg；鎳鐵渣微粉的比表面積為400-550m2/kg；礦渣粉的比表面積為380-500m2/kg；粉煤灰的比表面積為450-580m2/kg；鋼渣微粉的比表面積為430-550m2/kg；外加劑為聚羧酸高效減水劑；細集料采用連續級配，細集料粒徑控制在0.15-4.75mm，細度模數3.2，粗集料粒徑控制在4.75-26.5mm。該混凝土中的各組分與本發明實施例2大部分相同，除了沒有添加激發劑。
該道路混凝土的制備方法包括以下步驟：
(1)將上述質量的硅酸鹽水泥、鎳鐵渣微粉、礦渣粉、粉煤灰、鋼渣微粉、細集料、粗集料倒入攪拌機中，攪拌1.5min；
(2)將上述質量的外加劑加入到稱量好的水中，混合均勻，然后連同拌合水一并加入上述攪拌機中，攪拌2.5min，制得所述道路混凝土。
測定本發明實施例和對比例中道路混凝土的初始坍落度，然后將混凝土裝入尺寸為150mm×150mm×550mm的抗折試模和尺寸為150mm×150mm×150mm的抗壓試模中，標準養護28d，測定混凝土的抗折及抗壓強度，測定的結果見表1。由表1的結果可知，本發明實施例中道路混凝土的初始坍落度為210-225mm，28d抗折強度為7.1-7.8MPa，28d抗壓強度為42.5-45.8MPa；與未添加激發劑的對比例相比，初始坍落度較低，28d抗折強度和抗壓強度較強。
表1本發明實施例和對比例中道路混凝土的性能
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明實質內容上所作的任何修改、等同替換和簡單改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。