CN103664118B - 一种改性脱硫石膏基混凝土和混凝土试件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性脱硫石膏基混凝土和混凝土试件及其制作方法，所述混凝土包括改性脱硫石膏、碎石、砂和水，其中，所述改性脱硫石膏为烟气脱硫石膏脱水后形成的β型半水石膏与矿渣掺合后，并添加矿物激发剂和化学激发剂进行改性得到的；所述混凝土的水灰比为0.30-0.33，且改性脱硫石膏：碎石：砂：水的质量比为1：（1.9-2.1）：（1.9-2.1）：（0.30-0.33）。本发明还提供了一种利用上述的改性脱硫石膏基混凝土制成的试件及其制作方法。本发明提供的改性脱硫石膏基混凝土可以有效的降低制造成本，并同时又为脱硫石膏的再利用提供了新途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性脱硫石膏基混凝土和混凝土试件及其制作方法，属于建筑材料领域。
背景技术
烟气脱硫石膏（FGD Gypsum）是对含硫燃料（如煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。我国电力工业以消耗煤炭的火力发电为主，目前SO2的排放量已居世界首位。为解决工业废气（如SO2）造成的环境污染，国内越来越多的发电企业采用湿式石灰石-石膏法进行烟气脱硫，每年由此而产生的脱硫石膏达2000万吨，已成为继粉煤灰后的第二大固体废弃物。通常，煤电厂对脱硫石膏综合利用的途径主要有：水泥缓凝剂、粉刷石膏、石膏砌块，用做肥料改良土壤、用于路基回填等。
目前，应用于煤矿巷道支护结构中的混凝土，通常采用水泥基混凝土。传统的水泥基混凝土中主要采用水泥、碎石、砂为原料，然而水泥基混凝土却一直存在制造成本较高的问题，因此，如何找到一种原料成本低，并同时又能应用于煤矿巷道支护结构中的混凝土一直是人们亟待解决的问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题，在于提供一种改性脱硫石膏基混凝土，该混凝土可以有效的降低制造成本，并同时又为脱硫石膏的再利用提供了新途径。
本发明提供一种改性脱硫石膏基混凝土，所述混凝土包括改性脱硫石膏、碎石、砂和水，其中，
所述改性脱硫石膏为烟气脱硫石膏脱水后形成的β型半水石膏与磨细矿渣掺合后，并添加矿物激发剂和化学激发剂进行改性得到的；
所述混凝土的水灰比为0.30-0.33，且改性脱硫石膏：碎石：砂：水的质量比为1：（1.9-2.1）：（1.9-2.1）：（0.30-0.33）。
在本发明的具体实施方式中，所述碎石的粒度为5-15mm。
在本发明的具体实施方式中，所述砂的细度模数为2.7-2.9。
本发明还提供了一种利用上述的改性脱硫石膏基混凝土制成的试件。
本发明还提供了一种上述试件的制作方法，包括以下步骤：
1）将改性脱硫石膏、碎石和砂混合均匀后，再逐步加入水后混合得到混凝土拌合物；
2）将所述混凝土拌合物装入试模，并沿各试模内壁插捣，再敲击试模侧壁，将试模内混凝土拌合物的表面振平，刮去试模口处多余的混凝土拌合物并抹平；
3）试件成型后，覆盖试件表面，在温度为15-25℃，相对湿度大于50%的环境下，静置1-2天，然后拆模、编号，再养护至试验龄期。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明本着“取之于矿，用之于矿”的宗旨，以改性脱硫石膏替代水泥制成改性脱硫石膏基混凝土，有效的降低了混凝土制造的成本。
2、本发明提供的改性脱硫石膏基混凝土，为脱硫石膏的再利用提供了新途径。
3、与水泥基混凝土相比，本发明提供的改性脱硫石膏基混凝土具有更为优异的物理力学性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性脱硫石膏基混凝土，所述混凝土包括改性脱硫石膏、碎石、砂和水，其中，
所述改性脱硫石膏为电厂烟气脱硫石膏脱水后形成的β型半水石膏（主料）与磨细矿渣掺合后，并添加一定量的矿物激发剂和化学激发剂进行改性得到的，改性后的脱硫石膏为一种新型的水硬性石膏材料；
所述混凝土的水灰比为0.33，且改性脱硫石膏：碎石：砂：水的质量比为1：2.1：1.9：0.33。
在本实施例中，所述碎石的粒度为5-15mm；所述砂的细度模数为2.7-2.9。
实施例2
一种改性脱硫石膏基混凝土，所述混凝土包括改性脱硫石膏、碎石、砂和水，其中，
所述改性脱硫石膏为电厂烟气脱硫石膏脱水后形成的β型半水石膏（主料）与磨细矿渣掺合后，并添加一定量的矿物激发剂和化学激发剂进行改性得到的，改性后的脱硫石膏为一种新型的水硬性石膏材料；
所述混凝土的水灰比为0.30，且改性脱硫石膏：碎石：砂：水的质量比为1：1.9：1.9：0.30。
在本实施例中，所述碎石的粒度为5-15mm；所述砂的细度模数为2.7-2.9。
实施例3
一种利用实施例1中的改性脱硫石膏基混凝土制成的试件，该试件的制作方法，包括以下步骤：
1）将改性脱硫石膏、碎石和砂混合均匀后，再逐步加入水后混合得到混凝土拌合物；
2）将所述混凝土拌合物一次性装入试模，装料时用抹刀沿各试模内壁插捣，再用木槌敲击试模侧壁，将试模内混凝土拌合物的表面振平，刮去试模口处多余的混凝土拌合物，并用抹刀抹平；
3）试件成型后，用湿布覆盖表面，在温度为15-25℃，相对湿度大于50%的环境下，静置1-2天，然后拆模、编号，再分别养护1d、3d、14d或28d。
实施例4
一种利用实施例2中的改性脱硫石膏基混凝土制成的试件，该试件的制作方法与实施例3一致。
比较例
一种水泥基混凝土，所述混凝土包括水泥、碎石、砂、水和速凝剂，其中，水泥：碎石：砂：水：速凝剂的质量比为1：2.1：1.9：0.46：0.03，且所述混凝土的水灰比为0.46。
在本比较例中，所述水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥；所述碎石的粒度为5-15mm；所述砂的细度模数为2.6；所述速凝剂为D型速凝剂。
本比较例中利用水泥基混凝土制作试件的方法与实施例3的一致。
基于实施例1和比较例的混凝土，分别制作试件，并测定两种混凝土在养护1d、3d、14d、28d后的力学性能，其具体参数如下表1所示：
表1脱硫石膏基混凝土与水泥基混凝土的力学性能指标
由表1可知：
1）改性脱硫石膏基混凝土的塌落度和扩展度均高于水泥基混凝土。
2）改性脱硫石膏基混凝土的抗压强度和抗拉强度相比于水泥基混凝土均有不同程度的提高。
3）改性脱硫石膏基混凝土的28d抗剪强度优于水泥基混凝土。
综上，基于两种混凝土物理力学性能试验结果的比较，改性脱硫石膏基混凝土的物理力学性能整体优于传统的水泥基混凝土，因此，采用改性脱硫石膏替代水泥作为原料制成的混凝土应用于煤矿巷道支护是可行的。
Claims (3)
1.一种改性脱硫石膏基混凝土，其特征在于，所述混凝土包括改性脱硫石膏、碎石、砂和水，其中，
所述改性脱硫石膏为烟气脱硫石膏脱水后形成的β型半水石膏与矿渣掺合后，并添加矿物激发剂和化学激发剂进行改性得到的；
所述混凝土的水灰比为0.30-0.33，且改性脱硫石膏：碎石：砂：水的质量比为1：(1.9-2.1)：(1.9-2.1)：(0.30-0.33)；
所述碎石的粒度为5-15mm；
所述砂的细度模数为2.7-2.9。
2.一种利用权利要求1所述的改性脱硫石膏基混凝土制成的试件。
3.一种权利要求2所述试件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将改性脱硫石膏、碎石和砂混合均匀后，再逐步加入水后混合得到混凝土拌合物；
2)将所述混凝土拌合物装入试模，并沿各试模内壁插捣，再敲击试模侧壁，将试模内混凝土拌合物的表面振平，刮去试模口处多余的混凝土拌合物并抹平；
3)试件成型后，覆盖试件表面，在温度为15-25℃，相对湿度大于50％的环境下，静置1-2天，然后拆模、编号，再养护至试验龄期。
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