CN1062535C - 沙漠砂混凝土及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种新型的沙漠砂混凝土，该混凝土以沙漠砂及砂粉为唯一集料，以水玻璃为胶结料，以硅酸盐水泥、缓效型硬化剂和/或氟硅酸钠为硬化剂，且通过选择具有不同硬化速度的硬化剂和变换混凝土的配合比，制造出具有不同制品性能和适用于筑路、修场地、造砖和预制件、修屋墙和院墙等各种用途的沙漠砂混凝土。由于避免了从沙漠以外大量，长途运输石子料，大大节省了运费和人力物力消耗，从而具有显著的经济效益。

Description

沙漠砂混凝土及其用途
本发明属于使用沙漠砂制造混凝土的技术领域。
众所周知，凡是以某种胶结料与集料按一定比例拌合，并在一定的条件下硬化而成的人造石材均可称为混凝土。沙漠无砾无土，只有粒径细、级配差、空隙率大、比表面积大的沙漠砂。用这种砂加配石子料可以制成特细砂混凝土，但其配比中沙漠砂的可用量比普通砂(河砂、海砂、山砂)低的多，而石子料的用量却相应增加许多。由于石子料是从沙漠以外的地区远途运来，所以这种混凝土的造价随石子料运距的增加而呈直线上升。若不加石子料，用水泥胶结沙漠砂，则水泥用的再多，强度也始终维持在低水平，加之它强度增长速度慢，又需要长时间用水养护，故而，也不适于在沙漠工程中使用。如果采用《混凝土实用手册》(第745-771页)中所载的耐酸砂浆技术，则稀浆状的混合料不容许施工机械在其上面通行，由于候凝时间长，减慢了施工进度，而且，砂浆成本也特别昂贵。因此，迄今为止还没有制造出以沙漠砂及砂粉为唯一集料的经济实用的混凝土。
本发明的目的是充分利用沙漠环境的资源特点和气候特点，就地利用沙漠砂，就近利用当地矿物原料，造出成本低廉、养护方便、并因使用的硬化剂不同而有不同成型速度和使用特性的两种混凝土。这两种混凝土能满足沙漠工程中各种不同使用目的的需要。
本发明的技术方案是：所述的混凝土以沙漠砂及其粉剂为唯一的集料成分，以模数为1.6-5、比重为1.2-2.0的硅酸钠水溶液即钠水玻璃为胶结剂，以包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及白色硅酸盐水泥在内的任一种硅酸盐水泥为硬化剂；混凝土的配合比为：对于100重量份水玻璃，加入沙漠砂550-700份，砂粉20-200份，硅酸盐水泥10-60份，缓效型硬化剂0-100份，磷酸氢二钠0.1-15份，水5-50份；混凝土的施工工艺是先将磷酸氢二钠溶解后与硅酸盐水泥搅拌成水泥浆液，再将水泥浆液与水玻璃溶液搅拌成混合浆液，并立即用路拌机、强制式搅拌机或人工方法与沙漠砂及砂粉和缓效型硬化剂的混合粉剂拌匀，然后用振动压路机或其它压实机械压实成型，在0℃以上的自然温度下或在加温热条件下养护。
上述的胶结剂硅酸钠水溶液按照Li2O/Na2O摩尔比为0.3-0.6的比例与硅酸锂水溶液混合，并在80℃以上温度下加温热处理，可使混凝土制品具有优良的耐水性能。
上述的缓效型硬化剂包括A、B两种组分，其中A组分由铸石粉、陶瓷粉、矾土粉、玻璃粉中的一种或几种材料组成，B组分由焦磷酸镁、亚磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡中的一种或几种成分组成，B组分与A组分的用量比例为3-30∶30-90。
在上述所使用的水玻璃中预先加入占水玻璃用量0.01-20％的金属外加剂，其组成成分为镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、硒、碲、钒、铬、钼、钨的金属氧化物及氢氧化物，可提高混凝土的耐水性和力学性能。
这种类型的沙漠砂混凝土成型速度快，适于采用快速成型工艺修筑沙漠公路的基层和面层、地坪和钻机坪台，修屋墙和院墙，制砖或预制件。
本发明的又一技术方案是：所述的混凝土以沙漠砂及其粉剂为唯一的集料成分，以模数为1.6-5、比重为1.2-2.0的硅酸钠水溶液即钠水玻璃为胶结剂，以缓效型硬化剂和/或氟硅酸钠为硬化剂；混凝土的配合比为：对于100重量份水玻璃，加入沙漠砂550-700份，砂粉20-200份，缓效型硬化剂0-100份，氟硅酸钠0-20份，水5-50份；混凝土的施工工艺是将沙漠砂粉与缓效型硬化剂和/或氟硅酸钠与沙漠砂拌匀，再用路拌机、强制式搅拌机或人工方法与水玻璃溶液拌匀，然后用振动压路机或其它压实机械压实成型，在0℃以上的自然温度下或在加温热条件下养护。
上述的胶结剂硅酸钠水溶液按照Li2O/Na2O摩尔比为0.3-0.6的比例与硅酸锂水溶液混合，并在80℃以上温度下加温热处理，可使混凝土制品具有优良的耐水性能。
上述的缓效型硬化剂包括A、B两种组分，其中A组分由铸石粉、陶瓷粉、矾土粉、玻璃粉中的一种或几种材料组成，B组分由焦磷酸镁、亚磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡中的一种或几种成分组成，B组分与A组分的用量比例为3-30∶30-90。
在上述所使用的水玻璃中预先加入占水玻璃用量0.01-20％的金属外加剂，其组成成分为镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、硒、碲、钒、铬、钼、钨的金属氧化物及氢氧化物，可提高混凝土的耐水性和力学性能。
这种类型的沙漠砂混凝土适于在高温下做长时间的施工作业，可用于修筑沙漠公路的基层和面层、地坪和钻机坪台，修屋墙和院墙，制砖或预制件。
本发明混凝土的优点在于：
1．本发明采用缓效型硬化剂，可获得常温下8-24小时的工作时间(成型速度)，对于速效型硬化剂-硅酸盐水泥，则以磷酸氢二钠作缓凝剂，使其具有施工程序所需要的工作时间，从而解决了使用中的技术难题，保证了在炎热干燥气候下进行各种施工操作。
2．由于以沙漠砂及砂粉为唯一集料，避免了从沙漠外大量运输石子料，节省了大批运输费用。同时，由于降低了水玻璃使用量，又用缓效型硬化剂和硅酸盐水泥这些便宜易得的矿物原料和化工原料代替或部分代替昂贵的氟硅酸钠硬化剂，从而产生显著的经济效益。
3．本发明使用的水玻璃为气硬性材料，故可利用沙漠地区炎热干燥气候自然养护，早期强度高，保证了筑路施工中早期通车的需要。这与强度增长慢，需大量用水长时间养护的硅酸盐水泥类混凝土相比，表现出明显的技术进步。
4．所用胶结料及硬化剂，如生产水玻璃的硅质原料、纯碱、芒硝和缓效型硬化剂的原材料等，都是沙漠及其周边地区储量很丰富的矿产资源，有利于就近取材地进行生产，这样，既可降低混凝土的成本，又可带动落后地区的工业发展，具有积极的社会效益。
实施例1
水玻璃                  100克
沙漠砂                  640克
砂粉                    180克
普通硅酸盐水泥           60克
磷酸氢二钠               3.6克
水                       25克
实施例2
水玻璃                  100克
沙漠砂                  600克
砂粉                     30克
矾土粉                   30克
铸石粉                   30克
氟硅酸钠                 10克
焦磷酸镁                  5克
碳酸钙                   10克
水                       30克

Claims (10)

1．一种沙漠砂混凝土，其特征在于：所述的混凝土以沙漠砂及其粉剂为唯一的集料成分，以模数为1.6-5、比重为1.2-2.0的硅酸钠水溶液即钠水玻璃为胶结剂，以包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及白色硅酸盐水泥在内的任一种硅酸盐水泥为硬化剂；混凝土的配合比为：对于100重量份水玻璃，加入沙漠砂550-700份，砂粉20-200份，硅酸盐水泥10-60份，缓效型硬化剂0-100份，磷酸氢二钠0.1-15份，水5-50份；混凝土的施工工艺是先将磷酸氢二钠溶解后与硅酸盐水泥搅拌成水泥浆液，再将水泥浆液与水玻璃溶液搅拌成混合浆液，并立即用路拌机、强制式搅拌机或人工方法与沙漠砂及砂粉和缓效型硬化剂的混合粉剂拌匀，然后用振动压路机或其它压实机械压实成型，在0℃以上的自然温度下或在加温热条件下养护。
2．按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述胶结剂硅酸钠水溶液按照Li2O/Na2O摩尔比为0.3-0.6的比例与硅酸锂水溶液混合，并在80℃以上温度下加温热处理。
3．按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述的缓效型硬化剂包括A、B两种组分，其中A组分由铸石粉、陶瓷粉、矾土粉、玻璃粉中的一种或几种材料组成，B组分由焦磷酸镁、亚磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡中的一种或几种成分组成，B组分与A组分的用量比例为3-30∶30-90。
4．按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于：可以在所使用的水玻璃中预先加入占水玻璃用量0.01-20％的金属外加剂，其组成成分为镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、硒、碲、钒、铬、钼、钨的金属氧化物及氢氧化物。
5．权利要求1所述的沙漠砂混凝土的用途，其特征在于：用于修筑沙漠公路的基层和面层、地坪和钻机坪台，修屋墙和院墙，制砖或预制件。
6．一种沙漠砂混凝土，其特征在于：所述的混凝土以沙漠砂及其粉剂为唯一的集料成分，以模数为1.6-5、比重为1.2-2.0的硅酸钠水溶液即钠水玻璃为胶结剂，以缓效型硬化剂和/或氟硅酸钠为硬化剂；混凝土的配合比为：对于100重量份水玻璃，加入沙漠砂550-700份，砂粉20-200份，缓效型硬化剂0-100份，氟硅酸钠0-20份，水5-50份；混凝土的施工工艺是将沙漠砂粉与缓效型硬化剂和/或氟硅酸钠与沙漠砂拌匀，再用路拌机、强制式搅拌机或人工方法与水玻璃溶液拌匀，然后用振动压路机或其它压实机械压实成型，在0℃以上的自然温度下或在加温热条件下养护。
7．按照权利要求6所述的混凝土，其特征在于：所述的胶结剂硅酸钠水溶液按照Li2O/Na2O摩尔比为0.3-0.6的比例与硅酸锂水溶液混合，并在80℃以上温度下加温热处理。
8．按照权利要求6所述的混凝土，其特征在于：所述的缓效型硬化剂包括A、B两种组分，其中A组分由铸石粉、陶瓷粉、矾土粉、玻璃粉中的一种或几种材料组成，B组分由焦磷酸镁、亚磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡中的一种或几种成分组成，B组分与A组分的用量比例为3-30∶30-90。
9．按照权利要求6所述的混凝土，其特征在于：可以在所使用的水玻璃中预先加入占水玻璃用量0.01-20％的金属外加剂，其组成成分为镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、硒、碲、钒、铬、钼、钨的金属氧化物及氢氧化物。
10．权利要求6所述的沙漠砂混凝土的用途，其特征在于：用于修筑沙漠公路的基层和面层、地坪和钻机坪台，修屋墙和院墙，制砖或预制件。
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