CN105645874A - 一种高温熔渣复合微粉混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高温熔渣复合微粉混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高温熔渣复合微粉混凝土及其制备方法，其由水泥、高温熔渣复合微粉、碎石、河砂、减水剂及水，经搅拌、混合、水化凝结而成，其含量按每立方米高温熔渣复合微粉混凝土计，各材料用量为：水泥170～360kg、高温熔渣复合微粉100～270kg、碎石1000～1100kg、河砂650～800kg、水170～195kg、减水剂4～6.5kg。本发明具有以下有益效果：1、高温熔渣复合微粉作为辅助胶凝材料，可有效改善混凝土的泌水离析及和易性，提高混凝土的工作性能。2、大幅提高水泥混凝土的长期抗折强度、劈裂强度和抗氯离子渗透性能，有利于改善混凝土的韧性和耐久性。3、降低成本，节能环保。

Description

一种高温熔渣复合微粉混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于高性能建筑材料领域，特别是涉及一种高温熔渣复合微粉混凝土及其制备方法。
背景技术
水泥混凝土是当代用量最大的建筑材料之一，被广泛应用于基础设施建设领域。随着水泥混凝土应用的日益广泛，它在自然环境中的性能退化问题逐渐暴露出来，并引起人们的重视。普通水泥混凝土具有变形能力差、抗拉强度低、极限延伸度小、韧性差、胶凝硬化后易收缩开裂等缺点，随着水泥混凝土强度的提高，这些缺点表现得愈发明显。普通水泥混凝土的脆性特征对其安全性和耐久性造成了很大的危害，严重制约了水泥混凝土的进一步应用。
中国专利CN103588447A“一种矿粉超细掺合料混凝土”提出将矿粉超细粉与粉煤灰复掺入混凝土作为掺合料，以改善混凝土早期强度和耐久性，但仅加入矿粉超细粉会增加混凝土需水量，且混凝土成型后会产生严重的干燥收缩，降低混凝土耐久性。中国专利CN103342526A“一种钢铁渣粉制备的混凝土”提出将钢铁渣粉与水泥等量混掺制备混凝土，但专利中并未注明钢铁渣粉中钢渣粉与矿粉的复掺比例与细度等具体参数，且仅掺加钢铁渣粉而未加入粉煤灰，无法发挥Ca-Si-Al配伍复合的优势，对混凝土性能的提升效果十分有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种工作性能优良、长期强度高、耐久性好且经济实用、节能环保的高温熔渣复合微粉混凝土及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高温熔渣复合微粉混凝土，其由水泥、高温熔渣复合微粉、碎石、河砂、减水剂及水，经搅拌、混合、水化凝结而成，其含量按每立方米高温熔渣复合微粉混凝土计，各材料用量为：水泥170～360kg、高温熔渣复合微粉100～270kg、碎石1000～1100kg、河砂650～800kg、水170～195kg、减水剂4～6.5kg。
按上述方案，所述水泥为标号P·O42.5及以上等级的普通硅酸盐水泥。
按上述方案，所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:(2.5～4):1复配制成的复合微粉。
按上述方案，所述钢渣粉为经过选铁、粉磨后比表面积不小于400m2/kg的转炉钢渣粉。
按上述方案，所述矿渣粉为表面积不小于400m2/kg的S95级高炉矿渣粉。
按上述方案，所述粉煤灰为45μm方孔筛筛余不大于12.0％，烧失量不大于5.0％的I级粉煤灰。
按上述方案，所述碎石为5～25mm连续级配碎石。
按上述方案，所述河砂为级配良好的中砂。
按上述方案，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
所述的高温熔渣复合微粉混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照如下配合比称取各材料，即每立方米高温熔渣复合微粉混凝土中各材料用量为：水泥170～360kg、高温熔渣复合微粉100～270kg、碎石1000～1100kg、河砂650～800kg、水170～195kg、减水剂4～6.5kg；所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:(2.5～4):1复配制成的复合微粉；
2)将碎石、河砂、高温熔渣复合微粉、水泥按顺序加入搅拌机中，干拌1～2min直至干拌均匀；
3)向搅拌机内加入水和减水剂，继续搅拌1～2min直至拌合均匀，即得到高温熔渣复合微粉混凝土。
本发明以水泥和高温熔渣复合微粉组成胶凝材料，高温熔渣复合微粉占胶凝材料总质量的30～50％，水泥占胶凝材料总质量的50～70％。高温熔渣复合微粉由钢渣、矿渣及粉煤灰粉磨后复合而成，其中含有大量的SiO2、CaO、Al2O3等成分，具有很高的潜在胶凝活性。根据Ca-Si-Al配伍复合、组分微调、协同激发原理，钢渣粉、矿渣粉与粉煤灰复配制成高温熔渣复合微粉，可充分利用各组分的火山灰效应、界面效应、微集料效应及形态效应，提高混凝土的工作性能、长期强度及耐久性。
高温熔渣复合微粉取代水泥作为辅助胶凝材料，有效改善了混凝土的工作性能、长期强度及耐久性，提高了混凝土的质量，降低了混凝土的生产成本；大量利用钢渣、矿渣、粉煤灰等高温熔渣废弃物，实现了废弃资源的再生利用，解决了其大量堆放所造成的土地占用和环境污染等问题；大幅减少了混凝土中的水泥用量，降低了水泥水化温升，减少了因水泥生产所引起的资源能源消耗和环境污染。
综上所述，本发明所述高温熔渣复合微粉混凝土在满足普通混凝土基本性能的前提下，以高温熔渣复合微粉复掺等质量取代部分水泥，通过复合微粉中钢渣粉、矿渣粉及粉煤灰的超叠加效应，提高水泥混凝土的工作性能、长期强度和耐久性。
本发明具有以下有益效果：
1、高温熔渣复合微粉作为辅助胶凝材料，可有效改善混凝土的泌水离析及和易性，提高混凝土的工作性能。
2、大幅提高水泥混凝土的长期抗折强度、劈裂强度和抗氯离子渗透性能，有利于改善混凝土的韧性和耐久性。
3、大量利用高温熔渣复合微粉，减少了预拌混凝土中水泥用量，降低成本，节能环保。与普通水泥混凝土相比，高温熔渣复合微粉混凝土具有更好的工作性能与韧性和耐久性，可广泛应用于大跨度桥梁、道路、重载路面等对韧性和耐久性要求较高的工程。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
C30高温熔渣复合微粉混凝土，它是由P·O42.5普通硅酸盐水泥、高温熔渣复合微粉、聚羧酸系高效减水剂、优质中砂、碎石、自来水按照下表1配合比在搅拌机中搅拌混合而成。
表1C30高温熔渣复合微粉混凝土配合比(单位：kg/m3)
所述水泥为比表面积325m2/kg的P·O42.5普通硅酸盐水泥。
所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:3:1复配制成的复合微粉。
所述钢渣粉为经选铁粉磨等工艺后，比表面积为412m2/kg，密度为3.21g/cm3的转炉钢渣粉。
所述高炉矿渣粉为比表面积418m2/kg，密度为3.01g/cm3的S95级矿渣粉。
所述粉煤灰为45μm方孔筛筛余不大于12.0％，烧失量不大于5.0％的I级粉煤灰。
所述碎石为含泥量0.2％的5～25mm连续级配碎石。
所述砂为含泥量2.4％，细度模数为2.15的河砂。
所述外加剂为减水率为24％的聚羟酸高效减水剂。
所述水为自来水。
将上述碎石、河砂、高温熔渣复合微粉、水泥按顺序加入搅拌机中，干拌1～2min直至干拌均匀；向搅拌机内加入水和减水剂，继续搅拌1～2min直至拌合均匀，即得到C30高温熔渣复合微粉混凝土。C30高温熔渣复合微粉混凝土相关性能列于表4。
实施例2：
C40高温熔渣复合微粉混凝土，它是由P·O42.5普通硅酸盐水泥、高温熔渣复合微粉、聚羧酸系高效减水剂、优质中砂、碎石、自来水按照下表2配合比在搅拌机中搅拌混合而成。
表2C40高温熔渣复合微粉混凝土配合比(单位：kg/m3)
所述水泥为比表面积325m2/kg的P·O42.5普通硅酸盐水泥。
所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:3:1复配制成的复合微粉。
所述钢渣粉为经选铁粉磨等工艺后，比表面积为412m2/kg，密度为3.21g/cm3的转炉钢渣粉。
所述高炉矿渣粉为比表面积418m2/kg，密度为3.01g/cm3的S95级矿渣粉。
所述粉煤灰为45μm方孔筛筛余不大于12.0％，烧失量不大于5.0％的I级粉煤灰。
所述碎石为含泥量0.2％的5～25mm连续级配碎石。
所述砂为含泥量2.4％，细度模数为2.15的河砂。
所述外加剂为减水率为24％的聚羟酸高效减水剂。
所述水为自来水。
将上述碎石、河砂、高温熔渣复合微粉、水泥按顺序加入搅拌机中，干拌1～2min直至干拌均匀；向搅拌机内加入水和减水剂，继续搅拌1～2min直至拌合均匀，即得到C40高温熔渣复合微粉混凝土。C40高温熔渣复合微粉混凝土相关性能列于表4。
实施例3：
C50高温熔渣复合微粉混凝土，它是由P·O42.5普通硅酸盐水泥、高温熔渣复合微粉、聚羧酸系高效减水剂、优质中砂、碎石、自来水按照下表3配合比在搅拌机中搅拌混合而成。
表3C50高温熔渣复合微粉混凝土配合比(单位：kg/m3)
所述水泥为比表面积325m2/kg的P·O42.5普通硅酸盐水泥。
所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:4:1复配制成的复合微粉。
所述钢渣粉为经选铁粉磨等工艺后，比表面积为412m2/kg，密度为3.21g/cm3的转炉钢渣粉。
所述高炉矿渣粉为比表面积418m2/kg，密度为3.01g/cm3的S95级矿渣粉。
所述粉煤灰为45μm方孔筛筛余不大于12.0％，烧失量不大于5.0％的I级粉煤灰。
所述碎石为含泥量0.2％的5～25mm连续级配碎石。
所述砂为含泥量2.4％，细度模数为2.15的河砂。
所述外加剂为减水率为24％的聚羟酸高效减水剂。
所述水为自来水。
将上述碎石、河砂、高温熔渣复合微粉、水泥按顺序加入搅拌机中，干拌1～2min直至干拌均匀；向搅拌机内加入水和减水剂，继续搅拌1～2min直至拌合均匀，即得到C50高温熔渣复合微粉混凝土。C50高温熔渣复合微粉混凝土相关性能列于表4。
表4高温熔渣复合微粉混凝土相关性能

Claims (10)

1.一种高温熔渣复合微粉混凝土，其由水泥、高温熔渣复合微粉、碎石、河砂、减水剂及水，经搅拌、混合、水化凝结而成，其含量按每立方米高温熔渣复合微粉混凝土计，各材料用量为：水泥170～360kg、高温熔渣复合微粉100～270kg、碎石1000～1100kg、河砂650～800kg、水170～195kg、减水剂4～6.5kg。
2.根据权利要求1所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述水泥为标号P·O42.5及以上等级的普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1或2所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:(2.5～4):1复配制成的复合微粉。
4.根据权利要求3所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述钢渣粉为经过选铁、粉磨后比表面积不小于400m2/kg的转炉钢渣粉。
5.根据权利要求3所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述矿渣粉为表面积不小于400m2/kg的S95级高炉矿渣粉。
6.根据权利要求3所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为45μm方孔筛筛余不大于12.0％，烧失量不大于5.0％的I级粉煤灰。
7.根据权利要求1所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述碎石为5～25mm连续级配碎石。
8.根据权利要求1所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述河砂为级配良好的中砂。
9.根据权利要求1所述的高温熔渣复合微粉混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
10.根据权利要求1所述的高温熔渣复合微粉混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照如下配合比称取各材料，即每立方米高温熔渣复合微粉混凝土中各材料用量为：水泥170～360kg、高温熔渣复合微粉100～270kg、碎石1000～1100kg、河砂650～800kg、水170～195kg、减水剂4～6.5kg；所述高温熔渣复合微粉是由钢渣粉、矿渣粉和粉煤灰按重量比1:(2.5～4):1复配制成的复合微粉；
2)将碎石、河砂、高温熔渣复合微粉、水泥按顺序加入搅拌机中，干拌1～2min直至干拌均匀；
3)向搅拌机内加入水和减水剂，继续搅拌1～2min直至拌合均匀，即得到高温熔渣复合微粉混凝土。
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