CN104066699A - 利用重油灰分制备自密实混凝土 - Google Patents

利用重油灰分制备自密实混凝土 Download PDF

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Abstract

重油灰分自密实混凝土可以包含骨料、重油灰分细粒料、水和水泥。所述重油灰分可包含超过90重量%的碳。在实施方案中,所述重油灰分自充填混凝土能在自身重量的作用下流动,并且同时仍维持混合物的稳定稠度。

Description

利用重油灰分制备自密实混凝土

技术领域

[0001] 本发明涉及一种使用重油灰分制备自密实混凝土(self-consolidated concrete)的方法和装置。更具体而言,本发明涉及使用重油灰分作为自密实混凝土的成 分。

背景技术

[0002] 常规混凝土通常含有硅酸盐水泥和水,以及各种骨料,如砂或砾石。混合时,在水 和水泥之间发生"水化反应",其结果是获得了将骨料结合在一起的水泥浆。在某些类型的 混凝土中,可使用硅灰或飞灰作为部分替代物或作为硅酸盐水泥的附加物。硅灰和飞灰能 够与水泥中的氢氧化钙反应(火山灰反应)。火山灰反应可提高固化后的混凝土的强度和 密度。可惜的是,这些火山灰相对昂贵,因此增加了混凝土的成本。

[0003] 自充填混凝土或自密实混凝土("SCC")不同于常规混凝土之处在于,其可以在其 自身重量下流动。20世纪80年代后期,研制出了 SCC以确保通过自密实而实现足够的充 填,并且有利于在密集配筋(congested reinforcement)且面积有限的结构中进行混凝土 浇筑。SCC是高工作性混凝土,其能流过狭窄的间隙和复杂的结构元件(如钢筋)并充分填 充空隙,而无需使用振捣。

[0004] 伴随着发电厂的重油或裂化燃油的燃烧会产生大量的重油灰分。其产量预计会随 着重油或裂化油使用的增多而增加。必须以环保的方式来解决越来越多的重油灰分。

发明内容

[0005] 鉴于前述情况,本发明的实施方案提供了包含重油灰分的自密实混凝土、以及制 备重油灰分水泥混凝土混合物的方法。

[0006] 石油灰分(0A)是由发电厂的石油燃烧产生的一种黑色粉末废料。在实施方案中, 石油灰分被用作生产自密实混凝土(SCC)的填料。在实施方案中,用5%的石油灰分来生 产具有高强度和良好耐久性的自密实混凝土;与使用7%的硅灰或30%的飞灰作为水泥附 加物而制得的SCC相比,以0A作为水泥添加物而制得的SCC具有更高的压缩强度;与使用 7%的硅灰或30%的飞灰作为水泥附加物而制得的SCC相比,以0A作为水泥添加物而制得 的SCC具有更小的干燥收缩应变。与利用硅灰或飞灰生产的类似混凝土相比,0A的使用降 低了 SCC的成本。

[0007] 发电厂中重油或裂化燃油的燃烧产生了大量的0A。其产量预计会随着重油或裂 化油使用的进一步增多而增加。因此,理想的是将这种副产品用作有用的材料。将0A用于 建筑材料中是利用这种副产品材料的一种途径,这样可以保护环境且无需建立用以处理0A 的特殊区域。

[0008] 目前,通过使用硅灰或飞灰作为填料来制备SCC。飞灰和硅灰均价格高昂。本发明 的实施方案可以消除或减少制备SCC时飞灰或硅灰的使用,从而降低SCC的成本。实施方 案无需采用针对0A的特殊处理方法和特殊倾倒区。而且,实施方案包括安全且经济的0A 处理方法。这种处理方法通过将0A用作SCC中的填料可以减少碳足迹。

[0009] 在实施方案中,重油灰分自充填混凝土包括:骨料;重油灰分细粒料(heavy oil ash fines),重油灰分细粒料包含至少90%的碳,并且至少80%的重油灰分细粒料小于45 微米(325筛网);水;以及水泥,在重油灰分细粒料和骨料中存在下混合水和水泥从而得到 重油灰分水泥混凝土,该重油灰分自充填混凝土在其自身重量下流动。

[0010] 在实施方案中,重油灰分自充填混凝土基本上不含高效减水剂。在实施方案中,重 油灰分的量等于水泥重量的约3重量%至10重量%。在实施方案中,重油灰分的量等于水 泥重量的约5重量%。在实施方案中,重油灰分细粒料基本上不具有胶凝性能。在实施方 案中,水泥在与水反应后释放氢氧化钙,并且氢氧化钙和重油灰分之间不发生反应。在实施 方案中,重油灰分自充填混凝土为均匀混合物,并且其能够有效地在流动时保持均匀。在 实施方案中,重油灰分自充填混凝土能够有效地具有至少约650mm的枬落流动直径(slump flow diameter)。在实施方案中,重油灰分水泥混凝土混合物在28天固化后的吸水率为约 4. 50%至 4. 60%。

[0011] 处理重油灰分的方法的实施方案包括如下步骤:将水泥和水混合,以形成水泥混 合物;向水泥混合物中添加重油灰分,该重油灰分是由重燃料油的燃烧产生的;以及向水 泥混合物中加入骨料,该水泥混合物、重油灰分和骨料形成了重油灰分自充填混凝土。在该 方法的实施方案中,重油灰分包含至少90%的碳。在该方法的实施方案中,水泥在与水反应 后释放出氢氧化钙,并且氢氧化钙和重油灰分之间不发生反应。

[0012] 该方法的实施方案还包括在重油灰分自充填混凝土被混合之后的固化步骤,以形 成硬化的自充填混凝土,其中,重油灰分防止水渗入硬化的自充填混凝土中。该方法的实施 方案还包括将自充填混凝土倒入圆锥中,然后将圆锥移除,其中自充填混凝土流入直径为 650mm至800mm的圆口。在该方法的实施方案中,重油灰分量的添加量等于水泥的约1重 量%至约10重量%。

附图说明

[0013] 因此,通过参照附图所示出的本发明实施方案,上述特征、方面和本发明的优势以 及其它方面将变得变得显而易见且更详细地理解,并且能够对上面所简要归纳的本发明进 行更详细的描述,这些附图构成了本说明书的一部分。然而应当注意的是,随附的附图示出 了本发明的一些实施方案,因此不应视为是对本发明的范围的限制,因为本发明可允许其 它同等有效的实施方案。

[0014] 图1为示出了本发明实施方案相比于常规实施方案的压缩强度变化的图表。

[0015] 图2为示出了本发明实施方案相比于常规实施方案的干燥收缩的图表。

[0016] 图3为示出了本发明实施方案相比于常规实施方案的吸水率的图表。

[0017] 图4为示出了本发明实施方案相比于常规实施方案的腐蚀电位的图表。

[0018] 图5为示出了本发明实施方案相比于常规实施方案的腐蚀电流密度的图表。

具体实施方式

[0019] 重油灰分为由重油或裂化油燃烧产生的残余物。重油一般被定义为具有较长的烃 链(例如,碳长度为约12至70个碳原子、或约20至70个碳原子)的燃料油。美国材料与 试验协会(ASTM)将重燃料油分为"5号燃料油"或"6号燃料油"。由于重燃料油的粘度高, 因此例如在发电厂中,在重燃料油燃烧前有时会将其预热。

[0020] 炼油工业中的裂化一般是指通过使长链烃断裂为较短的烃链,从而将复杂的有机 分子断裂成简单分子。可使用各种过程以将石油裂化,例如,包括催化过程。裂化过程后,可 将所得到的烃分离为不同种类的燃料,其中包括(例如)燃料气体、液化石油气("LPG")、 汽油、轻循环油和重燃料油。由裂化过程产生的重燃料油可以称为"裂化燃料油"。对于本 申请的目的,除非另有规定,否则裂化燃料油和重燃料油均被称为重燃料油。发电厂可以使 用重燃料油,并且预计在未来重燃料油的用量就增加。燃烧重燃料油会产生包括灰分在内 的残留物。本领域普通技术人员会认识到,由于环境方面的限制,重油灰分可以被捕集,或 者在一定程度上必须被捕集,而不是被释放到大气中。

[0021] 重油灰分("Η0Α")是一种由重燃料油燃烧产生的黑色粉末类废料。重油灰分具 有不同于其他类型的灰分的独特特质。通常,重油灰分包含超过约90重量%的碳。剩余的 小于约10重量%的重油灰分通常包含硫,镁和钒。重油灰分可以包括各种粒径。

[0022] 重油灰分中含有多种元素。例如,表1显示了重油灰分的典型化学分析。各元素 的量可以根据重油灰分来源而不同。由于本发明实施方案中的重油灰分是通过燃烧重油而 形成的,因此其可以包含超过90重量%的碳。在表1中可以看出,本发明实施方案中所使 用的Η0Α的元素组成与此前用于混凝土中的常规飞灰存在显著区别。

[0023] 表 1

[0024]

[0025] 与Η0Α不同的是,常规的飞灰通常是通过煤燃烧产生的。常规飞灰的主要化学成 分是二氧化硅(Si0 2)、氧化铝(A1203)和氧化铁,并且其符合ASTM C618的规范。飞灰的分 类一般取决于燃烧的煤的类型。例如,F级飞灰通过燃烧无烟煤和烟煤产生,而C类飞灰通 过燃烧褐煤和亚烟煤产生。相反,重油灰分中的至少90%为碳,其中二氧化硅、氧化铝和氧 化铁的总含量不足10重量%。在实施方案中,Η0Α中二氧化硅、氧化铝和氧化铁的总含量 小于1重量%。

[0026] 娃灰是生产金属娃或娃铁合金时的副产品。娃灰一般包括无定形二氧化娃 (Si02)。单独的硅灰颗粒远小于水泥颗粒,因此具有相对大的表面积。ASTM C1240和AASHT0 M307标准规定了硅灰的品质。

[0027] 混凝土是由水泥、水和骨料或多种骨料制成的组合物。"骨料"可以为复数,而术语 "多种骨料"一般是指多于一种骨料或多于一种尺寸的骨料。水泥是可以将骨料粘合在一起 的粘合剂。常规的硅酸盐水泥("OPC")是这样一种粘合剂,其可以结合至细骨料和粗骨料 等其他材料上,从而将其保持在一起。对于能够像水泥一样发生硬化以将材料结合在一起 的糊状材料,可将其称为胶凝材料、或具有胶凝性能。本领域的技术人员认识到可将水加入 干水泥中以制造水泥浆。0PC的水-水泥比值("w/c比值")通常为约0. 25至0. 5。举例 说明,w/c比值为0. 25表示向四份硅酸盐水泥中加入了一份水(1/4 = 0. 25)。w/c比值为 0. 5表不向两份水泥中加入了一份水。

[0028] 本领域的普通技术人员认识到,可使用各种类型的常规骨料作为混凝土中的填 料。骨料可以包括(例如)砂、砾石、碎石、炉渣、或任何其它类型的骨料。当将骨料用于混 凝土中时,水泥通常会包覆这些骨料并将其粘结在基体中。当使用各种尺寸的骨料时,较小 的骨料可以填充较大骨料之间的空隙,从而形成更致密的基体。用于混凝土中的骨料可按 照粗骨料和细骨料进行定义。细骨料也称为"细料",可以包括天然砂、碎石、或其它合适的 细小颗粒,其中大部分颗粒小于5毫米。粗骨料一般包括大部分颗粒大于5毫米、并且通常 为9. 5mm至37. 5mm的碌石或碎石颗粒。

[0029] 火山灰是一种微细的硅质材料或者硅铝质材料,其在常温以及水分的存在下与熟 石灰(氢氧化钙)发生化学反应,以形成水化硅酸钙或其他胶凝性化合物。将具有这种凝 硬性能(pozzolanic properties)的材料视为火山灰。飞灰和娃灰均为火山灰。当将飞灰 或硅灰与硅酸盐水泥组合用于混凝土中时,可以通过水化或凝硬活性、或同时通过水化以 及凝硬活性从而改善硬化后的混凝土的性能。因此,可将飞灰或硅灰作为添加剂或水泥的 部分替代物而用于混凝土中。

[0030] 当水泥与水混合时,化学反应使水泥结晶并且晶体将骨料锁定,从而使混凝土具 有强度。在该反应过程中,混凝土中的石灰(氢氧化钙)变得有用。正是该石灰能与飞灰 反应,从而使混凝土具有更高的强度。随着时间的推移,水泥中的石灰与飞灰反应,从而填 充混凝土内的孔隙并进一步粘结混凝土。由于随着飞灰与石灰的反应会在最初的28天内 形成额外的强度,因此通常在第28天测量混凝土的强度。

[0031] 飞灰用作火山灰质材料的控制标准是由ASTM C618规定的。具体而言,由烧失量 ("L0I")测量的碳含量应低于6%或4%,这取决于管理机构。由于具有凝硬性能,因此通 常在制造混凝土时用飞灰替代30%或更多的硅酸盐水泥。类似地,可将同样具有凝硬性能 的硅灰用作混凝土中的水泥粘合剂。相比之下,Η0Α的L0I通常大于60%。

[0032] 自充填混凝土( "SCC")是一种可以被描述为在其自身重量作用下流动的高性能 材料的混凝土混合物。术语"流动性"定义为新鲜混凝土在自由空间中流动的容易程度。 SCC的特征是具有高流动性,这使得其能够在自身重量的作用下流动。与此相反,常规混凝 土则必须通过一定的操作从而使其在位置上成型。与常规混凝土不同的是,SCC不需要振捣 器便能实现固结,从而可以完全填充模板,包括诸如钢筋之间的狭窄间隙之类的封闭区域。 自密实混凝土的高流动性使得可无需振捣便能填充模板。

[0033] SCC的流动性可通过多种技术来测量。一种技术被称为"坍落流动度"测试。如 EN12350-2中所述,坍落流动度试验包括用预定量的SCC填充圆锥,然后除去圆锥。不同 于测量常规混凝土的坍落,SCC在其自身重量作用下会流动形成大致呈圆形。坍落流动 度试验是通过测量流动形状的最大直径而评分的。在The European Guidelines for Self-Compacting Concrete (欧洲自密实混凝土指南)(2005.5)的附录B中有详细描述,其 内容以引用方式并入本文。

[0034] 除了常规SCC含有更少量的骨料以及更多的细粒料(水泥以及粒径小于0. 125mm 的填料颗粒),用于生产常规see的组成材料与用于生产普通振捣混凝土的组成材料相同, 并且常规see可以包含特殊增塑剂以提高流动性。飞灰、玻璃填料、石灰石粉、硅灰等被用 作常规see的填料。在常规see中,可通过利用(i)更大量的细颗粒,即骨料含量有限(粗 骨料:占混凝土体积的50% ;砂:占灰楽体积的40% ); (ii)低水/粉比;以及(iii)更商 剂量的商效减水剂和稳定剂,从而可使SCC获得商流动性和商抗尚析性。可以在SCC混合 料中使用稳定剂以维持适当的粘聚性,从而使高流动性的see不发生离析。一般来说,see 非常易于流动,以致于坍落度试验后会产生至少280mm(ll英寸)的塌落度,但也保持稳 定性。在这种情况下,稳定性指的是抗离析、抗分离、抗泌水,抗过量空气引入(excessive air migration)、或抗后分离(past separation)。因而SCC必须能够在其自身重量的作 用下流动,但具有足够高的粘性,以使骨料颗粒悬浮在水泥基体中。硅灰和飞灰通常用于 改进常规 SCC 的流动性能。EFNARC(European Federation of National Associations Representing Producers and Applicators of Specialist Building Products for Concrete)已发表了 SCC 指南 ^'Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete (自充填混凝土的规范和指导方针)"(2002年2月,"EFNARC指南")。同样地, Self-Compacting Concrete European Project Group公布了''The European Guidelines for Self-Compacting Concrete (欧洲自充填混凝土指南)"(2005年5月,"欧洲指南")。 这些文件均以引用方式并入本文。

[0035] 在本发明的一个实施方案中,将Η0Α加入到混凝土混合物中以形成自充填混凝 土。在本实施方案中,Η0Α有助于改善混凝土混合物的流动性和悬浮特性,从而发展或增强 其自密实性能。在各种实施方案中,本发明的SCC混凝土可以包含水泥、水、重油灰分和骨 料,以形成"重油灰分自充填混凝土"或Η0Α SCC。在一些实施方案中,重油灰分中含有超过 约90重量%的碳。在一个实施方案中,约16重量%的重油灰分残留在325筛网上,而大约 84重量%的材料通过了 325筛网。这表明,约84重量%的灰分小于45微米。在一些实施 方案中,在将Η0Α用于Η0Α水泥混凝土中之前,无需对Η0Α进行处理。在一些实施方案中, 无需进行减少碳含量的处理。

[0036] Η0Α SCC的一些实施方案满足EFNARC指南或欧洲准则中的任一者,或同时满足这 两者,除非这些标准不允许使用碳含量高的材料。特别是,分别含有约1%至约10%的Η0Α 的各种SCC实施方案均满足下列各项指南准则(欧洲指南中表A. 6规定),转载如表2所 示:表2

[0037]

[0038] 在一个实施方案中,HOA SCC可以包含增塑剂或高效减水剂,例如,聚羧酸盐高效 减水剂。在一个实施方案中,HOA SCC可以不含任何增塑剂或高效减水剂。一个实施方案中, HOA SCC可以包含粘度改性剂以增加塑性粘度,从而防止离析。在一个实施方案中,H0ASCC 可以不含任何粘度改性剂。

[0039] 在一个实施方案中,当制备混凝土时可以向混凝土混合物中引入Η0Α。在一个实施 方案中,混凝土基体中可存在空隙、间隙或孔(统称为"孔"),并且基本上所有孔或至少部 分孔可被Η0Α细粒料填充。在一些实施方案中,HOA SCC不包含或至少基本上不包含飞灰或 硅灰。在其它实施方案中,除了 Η0Α之外,还可以包含飞灰或硅灰。一方面,Η0Α不具有胶凝 性能或凝硬性能。事实上,Η0Α通常不与氢氧化钙或石灰反应。在实施方案中,Η0Α的L0I 大于60%。在实施方案中,!1(^的11)1大于75%。在实施方案中,!1(^的11)1大于85%.

[0040] 在一个实施方案中,Η0Α的含量等于水泥量的约5重量%。在一个实施方案中,SCC 可包含约1% -10%的HOA、硅酸盐水泥、骨料(粗骨料、细粒料或它们的组合)和水。

[0041] 在一个实施方案中,Η0Α可以作为硅酸盐水泥的添加物。在本实施方案中,所得到 的HOA SCC的压缩强度高于水泥被7%的硅灰或30%的飞灰替换时的压缩强度。在一个实 施方案中,其中Η0Α被用作硅酸盐水泥的添加物,所得HOA SCC的干燥收缩应变低于水泥被 7%的硅灰或30%的飞灰替换时的干燥收缩应变。在一个实施方案中,高达10重量%的硅 酸盐水泥可以被重油灰分替代。在一些实施方案中,例如,约3% -6%的水泥被Η0Α替代。

[0042] 一个实施方案可以基于含有2份水和5份水泥的混凝土,从而具有0. 4的w/c比。 然而在本实施方案中,约5%的水泥被Η0Α替代。由于这种替代,混合物的组成为约8份 水、19份水泥和1份Η0Α。因此本实施方案的w/c为0.421。类似地,在一些实施方案中, w/c比可以为约0. 42至0. 44。在一些实施方案中,Η0Α的重量等于硅酸盐水泥重量的约 5% -10%。

[0043] 在另一个可供替代的实施方案中,提供了这样一种混凝土组合物,其组成为包含 约4份水、10份水泥和1份Η0Α,因此w/c比为约0. 4。组合物中Η0Α的添加量可高达水泥 (例如,0PC)重量的约10重量%,或者在某些实施方案中为水泥重量的约5重量%至10重 量%。在一个实施方案中,混凝土混合物中Η0Α的添加量等于硅酸盐水泥重量的5重量%。 [0044] 在一个实施方案中,Η0Α可以减少流体向HOA SCC中的渗入。例如,Η0Α可以起到 填充SCC基体中的孔的作用,从而减小或防止流体渗透到HOA SCC中。在一个实施方案中, H0A可以降低SCC的吸水率。此外,通过减少或防止流体渗入SCC混凝土基体中,可减轻腐 蚀性流体对HOA SCC的影响。事实上,可以保护包裹在H0ASCC中的部件(如钢筋)免受腐 蚀的损害。HOA SCC中增强部件的腐蚀速率可低于常规硅酸盐水泥混凝土中增强部件的腐 蚀速率。此外,与其他形式的混凝土相比,腐蚀的发生可以被延迟。此外,H0ASCC的腐蚀电 位可低于常规硅酸盐水泥混凝土的腐蚀电位。

[0045] 可在制备混凝土混合物时将Η0Α引入混凝土混合物中。可将Η0Α以细粉末形式引 入到水泥混合物中。在一个实施方案中,Η0Α和HOA SCC不需要在制备之前和制备过程中 加热。在一个实施方案中,Η0Α不需要与氯混合。在一个实施方案中,混凝土混合物中的水 泥含量可为约20重量% -30重量%。

[0046] 除了制备具有所需性能的SCC以外,使用Η0Α生产SCC是处理原本无用的Η0Α的有 效途径。事实上,通过生产具有本文描述的性能的HOA SCC从而处理了 Η0Α,而不是将Η0Α 置于填埋场或其他容器中。

[0047] 实施例

[0048] 表3示出了常规SCC和HOA SCC的各种混合物中的水泥、水和灰分的含量。在定 义为"替代"的实施方案中,用规定百分比的Η0Α替代了等量(重量)的硅酸盐水泥。因为 除去了所述比例的硅酸盐水泥,因此w/c比增加。在定义为"添加"的实施方案中,Η0Α被添 加到该混合物中,因此,w/c比不变。

[0049] 表 3

[0050]

[0051] 用7%的硅灰、30%的飞灰、和5%的Η0Α制得的SCC的流动性能归纳于表4中。 所有的混合料的流动特性都在所要求值的范围内。最为关注的是5% HOA SCC的流动, 其显示出了相当的流动性能并且在界限范围内。如表4中所示,用5% Η0Α制成的Η0Α SCC( S卩,基本上不含硅灰和飞灰)能够满足对自充填混凝土的各种要求,例如由EFNARC Specification&Guidelines for Self-Compacting Concrete (2002 年 2 月)制定的要求。 HOA SCC的一个实施方案的坍落流动直径大于约650mm且小于约800mm。在一个实施方案 中,坍落流动直径可以大于约750_。在一个实施方案中,坍落流动直径可以等于约760_。 类似地,基本上不含硅灰和飞灰的HOA SCC的V型漏斗时间为约6秒至约12秒。在一个实 施方案中,V型漏斗时间可以为约10秒。对于基本上不含硅灰和飞灰的HOA SCC,其L型箱 (L-box)测量值(H2/H1)为约0. 8至约1. 0,U型箱(U-box)测量值(H2-H1)为约0mm至约 30mm。在一个实施方案中,对于含有5%的Η0Α且基本上不含硅灰和飞灰的HOA SCC,其V 型漏斗时间为约10秒,L型箱测量值为约0. 87, U型箱测量值为约6mm。

[0052] 表4 :用硅灰、飞灰和Η0Α制备的SCC的流动性能

[0053]

[0054] 图1显示了含有Η0Α、飞灰和硅灰的SCC的压缩强度的增长。具体地说,图1示出 了如下SCC样品的压缩强度的增长,其中这些SCC样品分别为:通过使用7%的硅灰作为水 泥的替代物而制得的样品;通过使用30%的飞灰作为水泥的替代物而制得的样品;或除水 泥外还使用5%的Η0Α而制得的样品。在所有混凝土样品中,压缩强度均随着样品的老化而 增长。在一个实施方案中,用Η0Α制得的SCC的压缩强度大于约70MPa。此外,该实施方案 的压缩强度大于以硅灰或飞灰制得的SCC的压缩强度。

[0055] 用Η0Α、飞灰或硅灰制备的SCC样品的干燥收缩应变在图2示出。具体而言,示出 了如下SCC样品的干燥收缩应变,其中这些SCC样品分别为:通过使用7%的硅灰作为水泥 的替代物而制得的样品;通过使用30%的飞灰作为水泥的替代物而制得的样品;或除水泥 外还使用5%的Η0Α而制得的样品。正如预期的那样,在所有混凝土样品中,压缩强度均随 着样品的老化而增长。引入了 Η0Α的SCC的干燥收缩小于飞灰或硅灰样品的干燥收缩。

[0056] 图3中示出了用Η0Α、飞灰或硅灰制备的SCC样品的吸水率。具体而言,示出了如 下SCC样品的吸水率,其中这些SCC样品分别为:通过使用7%的硅灰作为水泥的替代物 而制得的样品;通过使用30%的飞灰作为水泥的替代物而制得的样品;或除水泥外还使用 5 %的Η0Α而制得的样品。经过28天的固化,所有样品的吸水率范围均为3.87%〜5. 60%。 经过90天固化后,所有样品的吸水率数值均在3. 20%至5. 44%。可看到含有30%飞灰的 水泥混凝土样品的吸水率最低,其次是含有5% Η0Α的水泥混凝土样品。可以看出,含有 5% Η0Α的SCC的吸水率与其它SCC混合料的吸水率相当。具体而言,在一个实施方案中, HOA SCC的吸水率可为约4. 00至5. 00。在一个实施方案中,HOA SCC的吸水率可为约4. 40 至4. 80。在一个实施方案中,HOA SCC的吸水率可为约4. 50至4. 60。在一个实施方案中, H0ASCC28天后的吸水率为约4. 67,90天后的吸水率可为约4. 65。

[0057] 图4中示出了用Η0Α、飞灰或硅灰制备的SCC样品中钢材的腐蚀电位。具体地说, 示出了如下SCC样品中钢材的腐蚀电位,其中这些SCC样品分别为:通过使用7%的硅灰作 为水泥的替代物而制得的样品;通过使用30%的飞灰作为水泥的替代物而制得的样品;或 除水泥外还使用5%的Η0Α而制得的样品。其电位小于用5%的Η0Α制备的SCC样品的阈 值。图4中水平线表示ASTM C876规定的阈值-270mV(SCE)。

[0058] 图5中示出了用Η0Α、飞灰或硅灰制备的SCC样品中钢材的腐蚀电流密度。具体地 说,示出了如下SCC样品中钢材的腐蚀电流密度,其中这些SCC样品分别为:通过使用7 % 的硅灰作为水泥的替代物而制得的样品;通过使用30%的飞灰作为水泥的替代物而制得 的样品;或除水泥外还使用5%的Η0Α而制得的样品。测量了暴露于氯化物溶液中直至第 64天的腐蚀电流密度。含有5%的Η0Α的SCC的腐蚀电流密度低于飞灰或硅灰水泥混凝土 的腐蚀电流密度。

[0059] 图1至图5中的数据表明,含5% Η0Α的SCC的机械性能和耐久性特性大体上优于 用硅灰或飞灰制备的SCC样品。这表明,可使用5%的Η0Α来产生具有高强度和良好的耐久 性的see。

[0060] 尽管已详细描述了本发明,但应该理解,可以在不脱离本发明精神和范围的条件 下对本发明进行各种变化、替换和改变。因此,本发明的范围应当由以下权利要求书及其适 当的法律等同物来确定。

[0061] 除非上下文清楚地另有指明,否则单数形式的"一个"、"一种"和"该"包括复数形 式的所指对象。

[0062] "可任选"或"任选地"是指其后所述的事件或情况可以发生或不发生。该描述包 括所述事件或情况发生和不发生的场合。

[0063] 本文中的范围描述为从大约一个特定值和/或至大约另一个特定值。当描述了这 样的范围时,应当理解的是,另一实施方案为从所述特定值和/或至所述另一个特定值、以 及所述范围内的所有组合。

[〇〇64] 在本申请的全文中,当引用专利或出版物时,除非这些文献与本文的陈述相矛盾, 否则这些引用文献的全部公开内容旨在通过引用的方式并入本申请中,以更全面地描述本 发明所属领域的状态。

Claims (20)

1. 一种重油灰分自充填混凝土,其特征在于: 骨料: 重油灰分细粒料,该重油灰分细粒料的特征在于含有至少90%的碳,并且至少80%的 所述重油灰分细粒料小于45微米(325筛网); 水:和 水泥,所述重油灰分水泥混凝土是通过在所述重油灰分细粒料和所述骨料的存在下 将所述水与所述水泥混合而得到的,所述重油灰分自充填混凝土在其自身重量的作用下流 动。
2. 权利要求1所述的重油灰分自充填混凝土,其中,所述重油灰分自充填混凝土不含 1¾效减水剂。
3. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中所述重油灰分的量为 所述水泥重量的3重量%至10重量%。
4. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中所述重油灰分的量为 所述水泥重量的5重量%。
5. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中,所述重油灰分细粒 料不具有胶凝性能。
6. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中所述水泥在与所述水 反应后释放氢氧化钙,并且其特征还在于:所述氢氧化钙和所述重油灰分之间不发生反应。
7. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中所述重油灰分水泥定 义为均匀混合物,并且所述重油灰分水泥能够有效地在流动时保持均匀。
8. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中,所述重油灰分水泥 混凝土混合物能够有效地具有至少650毫米的坍落流动直径。
9. 前述权利要求中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中,在28天固化时间之 后的吸水率为4. 50 %至4. 60%。
10. -种处理重油灰分的方法,该方法的特征在于包括如下步骤: 将水泥和水混合,以形成水泥混合物; 向所述水泥混合物中添加重油灰分,该重油灰分是由重燃料油的燃烧产生的;以及 向所述水泥混合物中加入骨料,所述水泥混合物、重油灰分和骨料形成了重油灰分自 充填混凝土。
11. 根据权利要求10的方法,其中所述重油灰分的特征在于包含至少90%的碳。
12. 根据前述权利要求10或11所述的方法,其中所述水泥在与所述水反应后释放氢氧 化钙,并且其特征还在于:所述氢氧化钙和所述重油灰分之间不发生反应。
13. 根据前述权利要求10-12中任意一项所述的方法,其特征还在于包括如下步骤:在 所述重油灰分自充填混凝土被混合之后进行固化,以形成硬化的自充填混凝土,其中,所述 重油灰分防止水渗入所述硬化的自充填混凝土中。
14. 根据前述权利要求10至13中任意一项所述的方法,其特征还在于包括如下步骤: 将所述重油灰分自充填混凝土倒入圆锥中,然后将所述圆锥移除,其中所述自充填混凝土 流入直径为650mm至800mm的圆口。
15. 根据权利要求10至14中任意一项所述的方法,其中所述重油灰分的添加量等于所 述水泥重量的1重量%至10重量%。
16. -种重油灰分自充填混凝土,其特征在于: 水泥; 重油灰分细粒料,该重油灰分细粒料的含量等于所述水泥重量的3重量%至10重 量%,并且含有至少90%的碳,至少80%的所述重油灰分细粒料小于45微米(325筛网); 不含高效减水剂;以及 水,所述重油灰分水泥混凝土是通过在所述重油灰分细粒料的存在下将所述水与所述 水泥混合而得到的,所述重油灰分自充填混凝土在其自身重量的作用下流动。
17. 权利要求16所述的重油灰分自充填混凝土,其中,所述重油灰分的量等于所述水 泥重量的5重量%。
18. 前述权利要求16-17中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,其中,所述重油灰 分细粒料不具有胶凝性能。
19. 前述权利要求16-18中任意一项所述的重油灰分自密实混凝土,其中所述水泥在 与所述水反应后释放氢氧化钙,并且其特征还在于:所述氢氧化钙和所述重油灰分之间不 发生反应。
20. 前述权利要求16-19中任意一项所述的重油灰分自充填混凝土,所述重油灰分水 泥的特征在于为均匀混合物,并且所述重油灰分水泥能够有效地在流动时保持均匀。
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