CN103936364B - 一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土 - Google Patents

一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土。所述高性能混凝土由水泥、水、石粉、碎石、水煤浆渣、减水剂和激发剂组成。本发明利用水煤浆渣作为混凝土的矿物掺合料，能够有效的消耗大量的水煤浆渣，减轻陶瓷企业的处理成本，减少对环境的污染，还能够充分利用水煤浆渣的反应活性。本发明制得的混凝土的强度高，耐久性能非常好。

Description

一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土。
背景技术
水煤浆渣是水煤浆燃烧后留下的废渣，在陶瓷工业中，燃烧水煤浆焙烧陶瓷，因而在陶瓷工业中会产生大量的水煤浆渣。水煤浆渣作为一种工业固体废弃物，目前对水煤浆渣的处置除了少量的进行资源回收再利用之外，其他的大部分是运往郊区堆放或填埋处理，不仅占用大量的土地，而且长时间的堆放，对土壤和地下水都会造成污染。
混凝土是世界上使用量最大的建筑材料，随着经济的发展和城镇化建设的不断推进，高性能混凝土的需求量越来越大。如果水煤浆渣能够在混凝土中作为一种矿物掺合料来使用，必然会消耗大量的水煤浆渣，减轻陶瓷企业对水煤浆渣处理的成本，减少对环境的污染。但是水煤浆渣自身的密度小，吸水量大，直接添加到混凝土中，其活性不能够很好的发挥作用，会使得混凝土的性能变差。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土，所述高性能混凝土由水泥、水、石粉、碎石、水煤浆渣、减水剂和激发剂组成，其中水泥和水煤浆渣作为胶凝材料。
优选的，所述高性能混凝土以每立方米混凝土计：胶凝材料加入量为450～500kg，水的加入量为110～150kg，石粉的加入量为650～750kg，碎石1000～1200kg，减水剂的加入量为胶凝材料的1.0～1.5%(质量)，激发剂的加入量为胶凝材料的1～2%(质量)；其中水煤浆渣的掺入量占胶凝材料的10～20%(质量)。
优选的，所述高性能混凝土以每立方米混凝土计：胶凝材料加入量为490kg，水的加入量为128kg，石粉的加入量为700kg，碎石1070kg，减水剂的加入量为胶凝材料的1.2%(质量)，激发剂的加入量为胶凝材料的1～2%(质量)；其中水煤浆渣的掺入量占胶凝材料的10～20%(质量)。
优选的，所述激发剂为二水石膏。
本发明所述高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水泥、水煤浆渣、石粉、碎石和激发剂干拌60～90秒，得到干拌混合料；
（2）将减水剂倒入水中混合得到水剂，然后将水剂加入步骤（1）得到的干拌混合料中，搅拌120～180秒，得到所述高性能混凝土。
本发明的原理在于通过适当的激发剂激发水煤浆渣的活性，从而提高混凝土的强度和耐久性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
（1）本发明加入激发剂使水煤浆渣处于硫酸盐环境下，充分激发其活性，有效提高混凝土的强度和耐久性。
（2）本发明利用水煤浆渣作为混凝土的矿物掺合料，能够有效的消耗大量的水煤浆渣，减轻陶瓷企业的处理成本，减少对环境的污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例和对比例中：水泥为珠江牌PII42.5R普通硅酸盐水泥；碎石为增城永和花岗岩碎石；石粉为新会白水带石粉；减水剂采用聚羧酸高效减水剂；水煤浆渣为佛山市广东新润成陶瓷有限公司生产中的废渣。
本发明实施例及对比例制备的混凝土按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中的方法测试混凝土的力学性能，采用NEL法测试养护到龄期的混凝土的氯离子扩散系数。
实施例1
一种高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按表1的配方准备水泥、水煤浆渣、水、石粉、碎石、减水剂、减水剂和激发剂等原料；其中水煤浆渣的掺量占胶凝材料的10%；
（2）将水泥、水煤浆渣、石粉、碎石和激发剂干拌60秒，得到干拌混合料；
（3）将减水剂倒入水中混合得到水剂，然后将水剂加入步骤（1）得到的干拌混合料中，搅拌120秒，得到所述高性能混凝土。
表1以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
将本实施例制备出的高性能混凝土按照进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为69.9MPa，28天抗压强度为87.9MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为0.91×10-14m2/s。可看到，本实施例制得的混凝土的强度高，耐久性能非常好。
实施例2
一种高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按表2的配方准备水泥、水煤浆渣、水、石粉、碎石、减水剂、减水剂和激发剂等原料；其中水煤浆渣的掺量占胶凝材料的15%；
（2）将水泥、水煤浆渣、石粉、碎石和激发剂干拌80秒，得到干拌混合料；
（3）将减水剂倒入水中混合得到水剂，然后将水剂加入步骤（1）得到的干拌混合料中，搅拌150秒，得到所述高性能混凝土。
表2以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
将本实施例制备出的高性能混凝土进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为70.2MPa，28天抗压强度为88.4MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为1.29×10-14m2/s。可看到，本实施例制得的混凝土的强度高，耐久性能非常好。
实施例3
一种高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按表3的配方准备水泥、水煤浆渣、水、石粉、碎石、减水剂、减水剂和激发剂等原料；其中水煤浆渣的掺量占胶凝材料的20%；
（2）将水泥、水煤浆渣、石粉、碎石和激发剂干拌90秒，得到干拌混合料；
（3）将减水剂倒入水中混合得到水剂，然后将水剂加入步骤（1）得到的干拌混合料中，搅拌180秒，得到所述高性能混凝土。
表3以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
将本实施例制备出的高性能混凝土进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为69.2MPa，28天抗压强度为89.3MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为2.68×10-14m2/s。可看到，本实施例制得的混凝土的强度高，耐久性能非常好。
对比例1
按表4中的原料配比准备原料，然后按照常规方法制备混凝土。
表4以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
将本对比例制备出的高性能混凝土进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为70.7MPa，28天抗压强度为80.6MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为0.16×10-14m2/s。
实施例1-3是利用水煤浆渣制得的混凝土，对比例1是现有技术中常用的未添加水煤浆渣制得的混凝土。从实施例1-3与对比例1可看到，本发明制得的高性能混凝土的力学性能比对比例1制得的混凝土的力学性能有明显提高，氯离子扩散系数显著优于对比例1得到的混凝土。本发明通过水煤浆渣制备混凝土不仅强度高，耐久性好，而且本发明利用水煤浆渣作为混凝土的矿物掺合料，能够有效的消耗大量的水煤浆渣，减轻陶瓷企业的处理成本，减少对环境的污染。
对比例2
按表5中的原料配比准备原料，然后按照常规方法制备混凝土。
表5以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
本对比例中，除用等量的现有技术中常用的粉煤灰代替水煤浆渣外，水泥、水、石粉、碎石、减水剂、减水剂和激发剂原料配比均与实施例1中的相同。
将本对比例制备出的高性能混凝土进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为68.7MPa，28天抗压强度为83.2MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为0.31×10-14m2/s。
实施例1是利用水煤浆渣制得的混凝土，对比例2是现有技术中常用的粉煤灰制得的混凝土。从实施例1与对比例2中的数据可看到，本发明制得的高性能混凝土的力学性能优于对比例2制得的混凝土的力学性能，氯离子扩散系数却显著优于对比例2得到的混凝土。
对比例3
按表6中的原料配比准备原料，然后按照常规方法制备混凝土。
表6以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
水胶比 水泥 石粉 碎石 粉煤灰 二水石膏 水 HPC-R减水剂
0.26 416.5 700 1070 73.5 7.4 128 5.88
本对比例中，除用等量的现有技术中常用的粉煤灰代替水煤浆渣外，水泥、水、石粉、碎石、减水剂、减水剂和激发剂原料配比均与实施例2中的相同。
将本对比例制备出的高性能混凝土进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为67.5MPa，28天抗压强度为84.6MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为0.32×10-14m2/s。
实施例2是利用水煤浆渣制得的混凝土，对比例3是现有技术中常用的粉煤灰制得的混凝土。从实施例2与对比例3中的数据可看到，本发明制得的高性能混凝土的力学性能优于对比例3制得的混凝土的力学性能，氯离子扩散系数却显著优于对比例3得到的混凝土。
对比例4
按表7中的原料配比准备原料，然后按照常规方法制备混凝土。
表7以每立方米混凝土计的原料配比（单位kg/m3）
本对比例中，除用等量的现有技术中常用的粉煤灰代替水煤浆渣外，水泥、水、石粉、碎石、减水剂、减水剂和激发剂原料配比均与实施例3中的相同。
将本对比例制备出的高性能混凝土进行力学性能测试，测试发现其3天抗压强度为66.7MPa，28天抗压强度为82.1MPa；对其进行耐久性能测试，测试发现混凝土28d氯离子扩散系数为0.35×10-14m2/s。
实施例3是利用水煤浆渣制得的混凝土，对比例4是现有技术中常用的粉煤灰制得的混凝土。从实施例3与对比例4中的数据可看到，本发明制得的高性能混凝土的力学性能优于对比例4制得的混凝土的力学性能，氯离子扩散系数却显著优于对比例4得到的混凝土。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用水煤浆渣制备的高性能混凝土，其特征在于，所述高性能混凝土由水泥、水、石粉、碎石、水煤浆渣、减水剂和激发剂组成，其中水泥和水煤浆渣作为胶凝材料；
所述高性能混凝土以每立方米混凝土计：胶凝材料加入量为450～500kg，水的加入量为110～150kg，石粉的加入量为650～750kg，碎石1000～1200kg，减水剂的加入量为胶凝材料质量的1.0～1.5％，激发剂的加入量为胶凝材料质量的1～2％；其中水煤浆渣的掺入量占胶凝材料质量的10～20％。
2.根据权利要求1所述的高性能混凝土，其特征在于，所述高性能混凝土以每立方米混凝土计：胶凝材料加入量为490kg，水的加入量为128kg，石粉的加入量为700kg，碎石1070kg，减水剂的加入量为胶凝材料质量的1.2％，激发剂的加入量为胶凝材料质量的1～2％；其中水煤浆渣的掺入量占胶凝材料质量的10～20％。
3.根据权利要求1所述的高性能混凝土，其特征在于，所述激发剂为二水石膏。
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