CN105948542B - 一种混凝土胶凝材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种混凝土胶凝材料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种混凝土胶凝材料制备方法及其应用,替代或部分替代混凝土原料:粉煤灰、矿粉、水泥等,生产性能优异的混凝土。为此,本发明采用的技术方案如下:一种混凝土胶凝材料:由以下重量百分比的原料制成:20‑70%石粉、0‑20%熟料、5‑50%火山灰质及人工火山灰质材料、0‑40%冶炼废渣、0.05%‑0.3%活化剂、0.3%‑0.5%功能调节剂。本发明混凝土胶凝材料可以用于泵送普通混凝土、自流平混凝土、构件的混凝土中。在混凝土制备的胶凝材料体系中,按照混凝土配合比设计中的胶凝材料总量用该胶凝材料替代配合比设计中的矿粉、粉煤灰及部分水泥。

Description

一种混凝土胶凝材料、制备方法及其应用
技术领域
[0001]本发明属于建筑材料领域,涉及一种混凝土胶凝材料、制备方法及其应用。
背景技术
[0002] 2015年全国混凝土行业处于十多年来市场最不景气时期,行业增速新低,增速下 滑至历史低位;混凝土价格出现新低,一些地区C30混凝土甚至售价250元;盈利增速出现新 低,行业亏损面扩大;行业收入达到新低;还有就是企业应收帐款创新高。这是在行业产能 严重过剩和经济下行形势下,全国混凝土行业面临的问题,在目前产能利用率普遍不足 30%的局面下,未来的市场残酷竞争还将会持续。
[0003] 混凝土掺合料资源日益短缺:矿粉、粉煤灰等资源供应紧张且质量不稳定。尤其是 长江以南掺合料资源短缺地区,假煤灰、假矿粉层出不穷,质量差、不稳定,造成混凝土成本 增高,质量控制风险加大。在这种情况下,如果有一种新的材料代替矿粉、粉煤灰及部分水 泥将能够为搅拌站增加市场竞争力提供有利条件。
发明内容
[0004] 本发明针对上述问题,提供一种混凝土胶凝材料、制备方法及其应用,替代或部分 替代混凝土原料:粉煤灰、矿粉、水泥等,生产性能优异的混凝土。
[0005] 为此,本发明采用的技术方案如下:
[0006] —种混凝土胶凝材料:由以下重量百分比的原料制成:20-70 %石粉、0-20 %熟料、 5-50 %火山灰质及人工火山灰质材料、0-40 %冶炼废渣、0.05 %-0.3 %活化剂、0.3%-0.5 %功能调节剂。上述各组分的重量百分比之和为100 %。
[0007] 所述火山灰质及人工火山灰质材料是煅烧煤矸石、煅烧高岭土、煅烧粘土中的一 种或几种。
[0008] 所述冶炼废渣为:高炉矿渣、高炉镍渣、电炉镍渣中的一种或几种。
[0009] 本发明所述石粉、火山灰质及人工火山灰质材料、冶炼废渣、熟料如表1所示:
[0010] 表1本发明混凝土胶凝材料各原料情况
[0011]
Figure CN105948542BD00041
[0012] 本发明所用活化剂为申请号201410240119.6,名称为一种复合掺合料专用液体活 化剂,具有助磨、增强、分散、防静电、防团聚功能,改善胶凝材料的流动性的作用。
[0013] 本发明所用功能调节剂为申请号201410239749.1,名称为一种锰渣基混凝土掺合 料功能调节剂及其制备方法中所述的动能调节剂。具有减水、增强、缓凝、保塌、阻泥、保塑、 改善混凝土性能的作用。
[0014] 本发明混凝土胶凝材料的制备方法是:
[0015] ⑴按照配方比例将活性材料(火山灰质及人工火山灰质材料、冶炼废渣、熟料)分 别或者混合粉磨成超细材料;
[0016] ⑵在管磨机磨头随物料加入活化剂,经过粗磨将物料的粒径达到< 15mm以下,入 磨水分小于4%以下;
[0017] (3)将粗磨后的物料进入超细磨系统,经超细粉磨后物料达到颗粒级配5-32μπι> 98 %以上,作为胶凝材料母料;
[0018] (4)将石粉与步骤⑶的胶凝材料母料在混合机内进行混合均匀,同时掺加功能调 节剂复配成胶凝材料成品。
[0019] 本发明混凝土胶凝材料可以用于栗送普通混凝土、自流平混凝土、构件的混凝土 中。在混凝土制备的胶凝材料体系中,按照混凝土配合比设计中的胶凝材料总量用该胶凝 材料替代配合比设计中的矿粉、粉煤灰及部分水泥。生产工艺和现有搅拌站及构件混凝土 生产工艺一致。
[0020] 本发明具有如下有益效果:
[0021] 1、减少混凝土生产用原料种类,简化搅拌站生产工艺;现有技术中混凝土原料包 括水泥、矿粉、粉煤灰、石子、砂子、外加剂、水。使用该胶凝材料后,混凝土原料为水泥、胶凝 材料、石子、砂子、外加剂、水,用胶凝材料替代矿粉、粉煤灰。
[0022] 2、本发明胶凝材料可以降低混凝土水化热20°C ;好处是:(1)防止混凝土开裂;(2) 降低混凝土总用水量,提高混凝土的强度,增加混凝土的密实度,改善混凝土的耐久性;(3) 改变混凝的工作性能。
[0023] 3、降低混凝土每方水用量10-30公斤。
[0024] 4、降低混凝土每方水泥用量10-100公斤。
[0025] 5、改善混凝土的工作性能和耐久性能;随着混凝土的龄期的增长,其混凝土强度 增长率持续增长,90天的增长与原有相比为110%以上。
[0026] 6、本发明胶凝材料起到微集料效应:填充混凝土的空隙的作用。通过胶凝材料的 掺入降低用水量,是混凝土的孔隙率减少,堆积密度增大,使混凝土的空隙致密性更加密 实。由于颗粒级配的更加合理,使粗细骨料与胶凝材料体系的堆积密度更加密实,从而填充 了混凝土的孔隙,减少了水分的浸入,使混凝土外部的水分浸入碳化降低。
附图说明
[0027] 图1为单独掺加本发明胶凝材料、同时掺加胶凝材料和外加剂、单独掺加粉煤灰三 者的放热速率对比。
[0028] 图2为单独掺加本发明胶凝材料、同时掺加胶凝材料和外加剂、单独掺加粉煤灰三 者的放热量对比。
[0029] 图3为试验例1基准样28d SEM照片
[0030] 图4为试验例1对比样28d SEM照片
具体实施方式
[0031] 下面通过实例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实例只用于对 本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可 以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
[0032] 实施例1、一种混凝土胶凝材料,由以下重量百分比的原料制成:50%石粉、10 %熟 料、20 %煅烧粘土、19.2 %高炉镍渣、0.3 %活化剂、0.5 %功能调节剂。
[0033]制备方法是:
[0034] (1)按照配方比例将活性材料(煅烧粘土、高炉镍渣、熟料)分别或者混合粉磨成超 细材料;
[0035] ⑵在管磨磨头随物料加入活化剂,经过粗磨将物料的粒径达到<15mm以下,入磨 水分小于4%以下;
[0036] (3)将粗磨后的物料进入超细磨系统,经超细粉磨后物料达到颗粒级配5_32μπι> 98 %以上,作为胶凝材料母料;
[0037] (4)将石粉与步骤⑶的胶凝材料母料在混合机内进行混合均匀,同时掺加功能调 节剂复配成胶凝材料成品。
[0038] 实施例2、一种混凝土胶凝材料,由以下重量百分比的原料制成:70 %石粉、15 %熟 料、14.4 %煅烧高岭土、0.3 %活化剂、0.3 %功能调节剂。
[0039] 制备方法同实施例1。
[0040] 实施例3、一种混凝土胶凝材料,由以下重量百分比的原料制成:20 %石粉、20 %熟 料、19.4 %煅烧煤矸石、40 %冶炼废渣、0.2 %活化剂、0.4 %功能调节剂。
[0041] 所述冶炼废渣为:高炉矿渣、高炉镍渣、电炉镍渣等比例混合。
[0042] 制备方法同实施例1。
[0043] 实施例4、一种混凝土胶凝材料,由以下重量百分比的原料制成:44.6 %石粉、50 % 火山灰质及人工火山灰质材料、5 %高炉矿渣、0.1 %活化剂、0.3 %功能调节剂。
[0044] 所述火山灰质及人工火山灰质材料为煅烧煤矸石、煅烧高岭土、煅烧粘土等比例 混合。
[0045] 制备方法同实施例1。
[0046] 试验例1、用本发明胶凝材料制备水泥混凝土与基准对比结果如表2:
[0047] 表2
[0048]
Figure CN105948542BD00061
[0049] 其中对比1所用胶凝材料为本发明实施例1的胶凝材料,对比2所用胶凝材料为本 发明实施例2的胶凝材料。
[0050] 由表2可以看出本发明胶凝材料制备的混凝土不仅节约了矿粉、粉煤灰的用量降 低了成本,而且提升了混凝土的性能。
[0051] 试验例2、采用单独掺加本发明胶凝材料、同时掺加胶凝材料和外加剂、单独掺加 粉煤灰三者的放热速率及放热量进行对比,以进一步说明本发明胶凝材料的使用效果。
[0052] 如图1和图2所示,由水化热实验表象检测数据可以看出胶凝材料的水化放热量和 放热速率最低,从而抑制了水泥对水化热的反应速度,降低了对混凝土坍落度的影响。
[0053] 试验例3、为进一步分析本发明胶凝材料提高混凝土强度的机理及混凝土微观情 况,取某搅拌站原材料进行电镜分析。
[0054] 混凝土试件电镜分析图片如图3和图4所示。通过对比微观结构可以看出,加入胶 凝材料的试件密实度增加。胶凝材料应用于混凝土中,调整合适的水胶比,填充混凝土浆体 内部空隙,总空隙率减少,结构更加密实,强度提高。

Claims (4)

1. 一种混凝土胶凝材料,其特征是,由以下重量百分比的原料制成:20-70%石粉、0-20% 熟料、5-50%火山灰质及人工火山灰质材料、0-40%冶炼废渣、0.05%-0.3%活化剂、0.3%-0. 5%功能调节剂; 所述石粉粒径5_32μπι> 95%,氧化钙含量多48%; 所述冶炼废渣为:高炉矿渣、高炉镍渣、电炉镍渣中的一种或几种。
2. 如权利要求1所述混凝土胶凝材料,其特征是,所述火山灰质及人工火山灰质材料是 煅烧煤矸石、煅烧高岭土中的一种或几种。
3. 权利要求1-2任一所述混凝土胶凝材料的制备方法,其特征是,步骤如下: (1)按照配方比例将活性材料:火山灰质及人工火山灰质材料、冶炼废渣、熟料,分别或 者混合粉磨成超细材料; ⑵在管磨机磨头随物料加入活化剂,经过粗磨将物料的粒径达到15mm以下,入磨水分 小于4%; (3) 将粗磨后的物料进入超细磨系统,经超细粉磨后物料达到颗粒级配5-32μπι>98%以 上,作为胶凝材料母料; (4) 将石粉与步骤(3)的胶凝材料母料在混合机内进行混合均匀,同时掺加功能调节剂 复配成胶凝材料成品。
4. 权利要求1或2所述混凝土胶凝材料,在普通混凝土、自流平混凝土、构件混凝土中的 应用。
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