CN103288400A

CN103288400A - 以碱渣作为掺合料的混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN103288400A
Application number: CN2013102206502A
Authority: CN
Inventors: 张渊; 蒋海斌; 王颖丽
Original assignee: Huaiyin Institute of Technology
Current assignee: Shenzhen Guyi Building Materials Cement Products Co., Ltd.
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-06-05
Also published as: CN103288400B

Abstract

本发明公开了一种以碱渣作为掺合料的混凝土及其制备方法，该混凝土由以下组分按重量百分比混合而成：石子45~49%，砂25~29%，水泥10~14%，碱渣5~10%，水5.5~8%；包括以下步骤：将工业碱渣晾晒之后放入烘箱105℃烘干处理4-6小时，破碎；清洗石子，105℃烘干处理4-6小时，并筛选取出片状、针状石子；将砂进行105℃烘干处理4-6小时；按重量百分比取固体料，固体料各组分投入搅拌器中充分搅拌3-5分钟，再按重量百分比徐徐加入自来水，继续搅拌2-3分钟，得商品混凝土砼。本发明利用工业废渣作为混凝土掺合料，质轻体硬，抗压强度高、抗冻性和耐磨性等耐久性能符合规范要求，收缩性能优于普通混凝土，并能大大提高混凝土的隔热保温性能。

Description

以碱渣作为掺合料的混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑行业技术领域，更具体地涉及一种以碱渣作为掺合料的混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土主要是以砂、石作集料，与水按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土。我国建筑耗能占总能源的35%。与发达国家相比，建筑能耗是发达国家的3~4倍。我国土木建筑行业的快速发展势必会带来严重的环境破坏和能源消耗。所以，全世界的学者不断研究，以期能用工业废料部分或全部替代水泥，这不仅大幅减少水泥的使用，也将原本应该废弃的废料得到回收利用，对于环境保护和可持续发展有着重要意义。

碱渣是氨碱法制碱过程中排放的废渣。全国各碱厂每年排放的碱渣就有1240万多吨，储存量大约为12亿多吨，但利用率仅为37％。碱渣占用大量农田，严重污染环境。碱渣的组成取决于制碱原料（石灰石及盐）的成分，是一种孔隙大的固体物料，主要成分为碳酸钙，碱渣粒度很细，比表面积很大，具有胶体性质。目前利用碱渣作为混凝土的掺合料的研究还尚未展开有效研究。到目前为止，主要是利用碱渣制作砌块和工程土或用碱渣制土壤改良剂或钙镁多元复合肥料。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种以碱渣作为掺合料的混凝土及其制备方法，该碱渣混凝土能有效改善混凝土结构的致密性，质轻体硬，其抗压强度高，抗冻性和耐磨性等耐久性能符合规范要求，收缩性能优于普通混凝土，并能大大提高混凝土的隔热保温性能，有效利用工业废渣作为混凝土的掺合料，减少环境污染。

本发明的技术解决方案是：该混凝土由以下组分按重量百分比混合而成：石子45~49%，砂25~29%，水泥10~14%，碱渣5~10%，水5.5~8 %，重量合计百分之百。

其中，水泥为P.O32.5以上的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或者粉煤灰水泥。

其中，砂为河砂，细度模数为2。

其中，石子为建筑用碎石，石子的压碎指标值不小于20%。

其中，碱渣为：密度0.87-1/cm³，含水率20~25%，细度模数1-1.3。

其中，上述混凝土的制备方法包括以下步骤：

（1）材料预处理：将工业碱渣晾晒之后放入烘箱105℃烘干处理4-6小时，破碎，密度0.87-1g/cm³，含水率20%~25%，细度1-1.3；清洗石子，105℃烘干处理4-6小时，并筛选取出片状、针状石子，石子的压碎指标值不小于20%；将砂进行105℃烘干处理4-6小时，细度模数为2；

（2）拌制：按重量百分比取固体料：石子45~49%，砂25~29%，水泥10~14%，碱渣5~10%，固体料各组分投入搅拌器中充分搅拌3-5分钟，再按重量百分比徐徐加入自来水5.5~8%，继续搅拌2-3分钟，得商品混凝土砼。

本发明具有以下优点：

1、碱渣掺合料混凝土是使用工业碱渣作为混凝土掺合料，具有节能、环保、轻质、高强的特点。

2、将工业碱渣进行烘干、粉碎，使之细小颗粒进入混凝土孔隙之中，能够较好地改善水泥石骨料间的界面性能，优化孔结构，大幅度提高混凝土的耐磨性、抗压强度、抗冻融破坏等耐久性能。

3、碱渣掺合料混凝土内部的孔隙结构分布比较均匀，孔隙较小，能有效隔断热传导、对流、辐射的三种途径，降低导热性能，具有较好的隔热保温效果，维持室内温度的稳定性，碱渣掺合料混凝土的导热系数为0.85~0.95W/M.K，低于普通混凝土。

4、碱渣掺合料混凝土施工简单，成本低廉，具有较好的和易性，使用工业废渣作为掺合料，一方面将减少由于碱渣堆放对土地资源的占用及对土壤、空气及水等自然坏境的污染，提高碱渣的附加值，提高企业生产效益，另一方面也会节约水泥用量，缓解由于水泥的大量生产而引起的能源、资源消耗及造成的粉尘、水等环境污染，并在一定程度上推动现代混凝土研究的进步和发展，也会为社会带来巨大的经济和环境效益，具有较好的市场发展空间和良好的社会效益，适用于我国广大地区，尤其是制碱工业地区，为我国土木建筑材料的节能环保方向发展创造了有利条件。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

实施例1：依以下步骤制备商品混凝土砼

（1）材料预处理：将工业碱渣晾晒之后放入烘箱105℃烘干处理4小时，破碎，密度0.87 g/cm³，含水率25%，细度模数1；清洗石子，105℃烘干处理4小时，并筛选取出片状、针状石子，石子的压碎指标值不小于20%；将砂进行105℃烘干处理4小时，细度模数为2；

（2）拌制：按重量百分比取固体料：石子49%，砂25%，普通硅酸盐水泥14%，碱渣5%，固体料各组分投入搅拌器中充分搅拌3分钟，再按重量百分比徐徐加入自来水7%，继续搅拌2分钟，得商品混凝土砼。

实施例2：依以下步骤制备商品混凝土砼

（1）材料预处理：将工业碱渣晾晒之后放入烘箱105℃烘干处理5小时，破碎，密度0.9 g/cm³，含水率23%，细度模数1.15；清洗石子，105℃烘干处理5小时，并筛选取出片状、针状石子，石子的压碎指标值不小于20%；将砂进行105℃烘干处理5小时，细度模数为2；

（2）拌制：按重量百分比取固体料：石子45%，砂29%，矿渣硅酸盐水泥10%，碱渣8%，固体料各组分投入搅拌器中充分搅拌4分钟，再按重量百分比徐徐加入自来水8%，继续搅拌2.5分钟，得商品混凝土砼。

实施例3：依以下步骤制备商品混凝土砼

（1）材料预处理：将工业碱渣晾晒之后放入烘箱105℃烘干处理6小时，破碎，密度1 g/cm³，含水率20%，细度模数1.3；清洗石子，105℃烘干处理6小时，并筛选取出片状、针状石子，石子的压碎指标值不小于20%；将砂进行105℃烘干处理6小时，细度模数为2；

（2）拌制：按重量百分比取固体料：石子45.5%，砂27%，粉煤灰水泥12%，碱渣10%，固体料各组分投入搅拌器中充分搅拌5分钟，再按重量百分比徐徐加入自来水5.5%，继续搅拌3分钟，得商品混凝土砼。

Claims

1.以工业碱渣为掺合料的混凝土，其特征是：该混凝土由以下组分按重量百分比混合而成：石子45~49%，砂25~29%，水泥10~14%，碱渣5~10%，水5.5~8 %，合计100%。

2. 根据权利要求1所述的以工业碱渣为掺合料的混凝土，其特征是：水泥是P.O32.5以上的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或者粉煤灰水泥。

3. 根据权利要求1所述的以工业碱渣为掺合料的混凝土，其特征是：碱渣为工业碱渣，质量含水率为20-25%，密度为0.87-1g/cm³，细度模数为1-1.3。

4. 根据权利要求1所述的以工业碱渣为掺合料的混凝土，其特征是：砂为河砂，细度模数为2。

5. 根据权利要求1所述的以工业碱渣为掺合料的混凝土，其特征是：石子为建筑用碎石，石子的压碎指标值不小于20%。

6. 以工业碱渣为掺合料的混凝土制备方法，其特征是该制备方法包括以下步骤：

（1）材料预处理：将工业碱渣晾晒之后放入烘箱105℃烘干处理4-6小时，质量含水率为20-25%，密度为0.87-1g/cm³，破碎，细度模数1-1.3；清洗石子，105℃烘干处理4-6小时，并筛选取出片状、针状石子，石子的压碎指标值不小于20%；将砂进行105℃烘干处理4-6小时，细度模数为2；

（2）拌制：按重量百分比取固体料：石子45~49%，砂25~29%，水泥10~14%，碱渣5~10%，固体料各组分投入搅拌器中充分搅拌3-5分钟，再按重量百分比徐徐加入自来水5.5~8 %，继续搅拌2-3分钟，得商品混凝土砼。