CN103482942B - 一种低碱度混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低碱度混凝土及其制备方法，通过在硫铝酸盐水泥熟料中添加低碱度复合凝胶材料，大大降低混凝土成品的碱性，有效降低了混凝土因为碱性而降解的可能，采用钢渣、锰渣、矿渣、砂石以及粉煤灰等物质经过特殊的方法制备而成的低碱度复合凝胶材料，可显著改善混凝土的工作性能，降低混凝土的碱度，有效增强混凝土的耐久、抗压抗折强度，此外，各种废渣的利用一方面降低了环境污染，另一方面降低了混凝土的生产成本，具有明显的环境经济效益。

Description

一种低碱度混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土及其制备方法领域，尤其是涉及一种低碱度混凝土及其制备方法。
背景技术
合理利用资源，减少废弃物的浪费，是当今社会的一种发展方向，工业生产中存在各种各样的废弃物，例如煤炭工业中的各种煤渣、矿渣，钢铁行业中的各种钢渣、冶金固体废渣，发电行业中的各种电石渣等等，如果不加以处理利用，其仅仅堆放对场地的不合理侵占就是一项对环境带来重大负荷的问题，此外各种废弃物潜在有害物质的释放对环境的破坏更是不容小觑。
目前，低碱度混凝土的制备通常重点以低碱度硫铝酸盐水泥为主要配方，大比例的水泥熟料的使用一方面提高了成本，另一方面混凝土的抗压性能并不理想，如何降低成本的同时加强低碱度混凝土的工作性能是需要解决的问题。
发明内容
发明目的：为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高强度、抗压耐久的低碱度混凝土及其制备方法。
技术方案：为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：一种低碱度混凝土，包括以下组分：硫铝酸盐水泥熟料、低碱度复合凝胶材料、矿物掺合料、其他外加剂和水，以硫铝酸盐水泥质量计，所述低碱度复合凝胶材料、矿物掺合料、其他外加剂和水的质量百分比分别为25-35%、12-20%、1-2%和60-130%；
所述低碱度复合凝胶材料按照质量百分比包括如下组分：钢渣25-45%、锰渣5-8%、矿渣12-18%、粉煤灰20-30%、砂石16-27%，余量的水。
更进一步的，所述矿物掺合料为沸石粉或硅灰其中的一种。
更进一步的，所述其他外加剂为混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂的混合物。
更进一步的，所述混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂的质量比为1:2。
更进一步的，所述砂石为废石渣和天然河沙2:1的混合物。
按照上述所述的一种低碱度混凝土，其制备方法包括以下步骤：
（1）低碱度复合凝胶材料的制作：首先将钢渣、锰渣、矿渣、砂石用球磨机粉磨到350-450m2/kg待用，将粉煤灰磨到平均粒径为4-6μm的超细粉煤灰待用；按照所需量的3/4准备5-10℃的冷水，将钢渣、锰渣、矿渣、砂石按照所需质量添加到冷水中，快速搅拌均匀，再加入余下的水，将粉煤灰加入混合物中，在20-30℃下继续搅拌混合均匀，制成低碱度复合凝胶材料；
（2）将硫铝酸盐水泥熟料和步骤（1）制成的低碱度复合凝胶材料按照权利要求1所述的配比在20-30℃的温度条件下，搅拌混合；
（3）向步骤（2）得到的混合物中加入矿物掺合料、其他外加剂和水，混合15-35min后得到低碱度混凝土。
有益效果：本发明一种低碱度混凝土及其制备方法，通过在硫铝酸盐水泥熟料中添加低碱度复合凝胶材料，大大降低混凝土成品的碱性，有效降低了混凝土因为碱性而降解的可能，采用钢渣、锰渣、矿渣、砂石以及粉煤灰等物质经过特殊的方法制备而成的低碱度复合凝胶材料，可显著改善混凝土的工作性能，降低混凝土的碱度，有效增强混凝土的耐久、抗压抗折强度，此外，各种废渣的利用一方面降低了环境污染，另一方面降低了混凝土的生产成本，具有明显的环境经济效益。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1：
一种低碱度混凝土，包括以下组分：硫铝酸盐水泥熟料、低碱度复合凝胶材料、沸石粉、混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂质量比为1:2的混合物、水，以硫铝酸盐水泥质量计，所述低碱度复合凝胶材料、沸石粉、混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂质量比为1:2的混合物和水的质量百分比分别为25%、12%、1%和60%；
所述低碱度复合凝胶材料按照质量百分比包括如下组分：钢渣25%、锰渣5%、矿渣18%、粉煤灰20%、砂石27%，余量的水；所述砂石为废石渣和天然河沙2:1的混合物。
按照上述所述的一种低碱度混凝土，其制备方法包括以下步骤：
（1）低碱度复合凝胶材料的制作：首先将钢渣、锰渣、矿渣、砂石用球磨机粉磨到350m2/kg待用，将粉煤灰磨到平均粒径为4μm的超细粉煤灰待用；按照所需量的3/4准备5℃的冷水，将钢渣、锰渣、矿渣、砂石按照所需质量添加到冷水中，快速搅拌均匀，再加入余下的水，将粉煤灰加入混合物中，在20℃下继续搅拌混合均匀，制成低碱度复合凝胶材料；
（2）将硫铝酸盐水泥熟料和步骤（1）制成的低碱度复合凝胶材料按照权利要求1所述的配比在20℃的温度条件下，搅拌混合；
（3）向步骤（2）得到的混合物中加入矿物掺合料、其他外加剂和水，混合15min后得到低碱度混凝土。
实施例2：
一种低碱度混凝土，包括以下组分：硫铝酸盐水泥熟料、低碱度复合凝胶材料、硅灰、混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂质量比为1:2的混合物、水，以硫铝酸盐水泥质量计，所述低碱度复合凝胶材料、硅灰、混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂质量比为1:2的混合物和水的质量百分比分别为35%、20%、2%和130%；
所述低碱度复合凝胶材料按照质量百分比包括如下组分：钢渣35%、锰渣8%、矿渣12%、粉煤灰25%、砂石16%，余量的水；所述砂石为废石渣和天然河沙2:1的混合物。
按照上述所述的一种低碱度混凝土，其制备方法包括以下步骤：
（1）低碱度复合凝胶材料的制作：首先将钢渣、锰渣、矿渣、砂石用球磨机粉磨到450m2/kg待用，将粉煤灰磨到平均粒径为6μm的超细粉煤灰待用；按照所需量的3/4准备10℃的冷水，将钢渣、锰渣、矿渣、砂石按照所需质量添加到冷水中，快速搅拌均匀，再加入余下的水，将粉煤灰加入混合物中，在30℃下继续搅拌混合均匀，制成低碱度复合凝胶材料；
（2）将硫铝酸盐水泥熟料和步骤（1）制成的低碱度复合凝胶材料按照权利要求1所述的配比在30℃的温度条件下，搅拌混合；
（3）向步骤（2）得到的混合物中加入矿物掺合料、其他外加剂和水，混合35min后得到低碱度混凝土。
实施例3：
一种低碱度混凝土，包括以下组分：硫铝酸盐水泥熟料、低碱度复合凝胶材料、质量比为1:1的沸石粉和硅灰的混合物、混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂质量比为1:2的混合物、水，以硫铝酸盐水泥质量计，所述低碱度复合凝胶材料、质量比为1:1的沸石粉和硅灰的混合物、混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂质量比为1:2的混合物和水的质量百分比分别为30%、16%、1.5%和90%；
所述低碱度复合凝胶材料按照质量百分比包括如下组分：钢渣30%、锰渣6%、矿渣14%、粉煤灰30%、砂石18%，余量的水；所述砂石为废石渣和天然河沙2:1的混合物。
按照上述所述的一种低碱度混凝土，其制备方法包括以下步骤：
（1）低碱度复合凝胶材料的制作：首先将钢渣、锰渣、矿渣、砂石用球磨机粉磨到400m2/kg待用，将粉煤灰磨到平均粒径为5μm的超细粉煤灰待用；按照所需量的3/4准备8℃的冷水，将钢渣、锰渣、矿渣、砂石按照所需质量添加到冷水中，快速搅拌均匀，再加入余下的水，将粉煤灰加入混合物中，在25℃下继续搅拌混合均匀，制成低碱度复合凝胶材料；
（2）将硫铝酸盐水泥熟料和步骤（1）制成的低碱度复合凝胶材料按照权利要求1所述的配比在25℃的温度条件下，搅拌混合；
（3）向步骤（2）得到的混合物中加入矿物掺合料、其他外加剂和水，混合25min后得到低碱度混凝土。
采用上述实施例1-3中的一种低碱度混凝土及其制备方法，即可制备出物理性能符合国家混凝土标准要求的混凝土，将实施例1-3中的混凝土成品进行物理性能测试，试验方法按照常规方法以及GB-T50082-2009进行，结果如下表所示：
物理性能 pH值 28d抗压强度/MPa
实施例1 9.21 44.5
实施例2 9.35 45.3
实施例3 9.61 46.8
从上表数据可得出，本发明一种低碱度混凝土及其制备方法显著改善混凝土的工作性能，降低混凝土的碱度，有效增强混凝土的耐久、抗压抗折强度。
应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种低碱度混凝土，其特征在于，包括以下组分：硫铝酸盐水泥熟料、低碱度复合凝胶材料、矿物掺合料、其他外加剂和水，以硫铝酸盐水泥熟料质量计，所述低碱度复合凝胶材料、矿物掺合料、其他外加剂和水的质量百分比分别为25-35%、12-20%、1-2%和60-130%；
所述低碱度复合凝胶材料按照质量百分比包括如下组分：钢渣25-45%、锰渣5-8%、矿渣12-18%、粉煤灰20-30%、砂石16-27%，余量的水；所述矿物掺合料为硅灰；所述其他外加剂为质量比为1:2的混凝土膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂的混合物；所述砂石为废石渣和天然河沙2:1的混合物。
2.按照权利要求1所述的一种低碱度混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）低碱度复合凝胶材料的制作：首先将钢渣、锰渣、矿渣、砂石用球磨机粉磨到350-450m2/kg待用，将粉煤灰磨到平均粒径为4-6μm的超细粉煤灰待用；按照所需量的3/4准备5-10℃的冷水，将钢渣、锰渣、矿渣、砂石按照所需质量添加到冷水中，快速搅拌均匀，再加入余下的水，将粉煤灰加入混合物中，在20-30℃下继续搅拌混合均匀，制成低碱度复合凝胶材料；
（2）将硫铝酸盐水泥熟料和步骤（1）制成的低碱度复合凝胶材料按照权利要求1所述的配比在20-30℃的温度条件下，搅拌混合；
（3）向步骤（2）得到的混合物中加入矿物掺合料、其他外加剂和水，混合15-35min后得到低碱度混凝土。
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