CN106278032A - 一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土 - Google Patents

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Abstract

一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，按照重量份计，由水泥270‑300份、稻壳灰60‑90份、锂渣50‑70份、混凝土搅拌站废浆80‑120份、河砂690‑725份、碎石1034‑1087份、减水剂4‑6份和水96‑128份混合组成。所述的采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土强度等级为C50‑C60，7d干燥收缩值≤100×10‑6，28d干燥收缩值≤250×10‑6，90d干燥收缩值≤300×10‑6，并趋于稳定。本发明所采用的稻壳灰和锂渣等组分都有利于降低干燥收缩值，实现超叠加效应，有效降低混凝土搅拌站废浆制备的混凝土的干燥收缩。

Description

一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体是涉及一种低干燥收缩混凝土，可有效降低采用混凝土搅拌站废浆制备的混凝土的干燥收缩。
背景技术
混凝土材料目前仍是使用量最大、使用面最广的建筑材料，主要为混凝土搅拌站制备生产，不可避免地会产生大量废水、废浆和废渣。据统计，随着基础建设规模的不断扩大，我国混凝土年产量已超过了15亿m3，而每生产1m3混凝土平均产生废水0.03吨，这意味着我国的商品混凝土搅拌站每年要产生约0.5亿吨废水，废水中含有一定量的胶凝材料组分，一般具有强碱性(pH值可达13以上)，直接排放到周边自然环境中，对胶凝材料和水资源是一种极大地浪费，更为重要的是会带来巨大的环境污染，如污染干净的地下水源，废水中的固体颗粒淤积堵塞下水道，硬化后形成新的废渣等，极大地影响混凝土搅拌站企业的可持续发展。
如何有效处置这些废水是目前混凝土搅拌站企业最为关心和棘手的事情之一。已有研究表明，可将混凝土搅拌站废水用来制备混凝土，并在一些实际工程中得到了应用。为提高混凝土搅拌站废水的利用效率，对废水进行分层沉积，形成废浆，围绕着混凝土搅拌站废浆制备混凝土开展了很多工作，取得了一系列有益的成果。随着相关研究的持续深入，混凝土搅拌站废浆制备的混凝土也呈现出一些明显的技术缺陷，例如干燥收缩过大，容易引起混凝土开裂，极大地限制了其工程使用范围。
混凝土干燥收缩是指硬化混凝土内部水分向外部环境迁移引起的线性变形。混凝土搅拌站废浆制备的混凝土干燥收缩较大的原因，主要在于废浆的pH值较高，较高的碱性环境势必增加混凝土干燥收缩，同时由于废浆活性效应较低，为保证不降低其制备的混凝土强度，其用量一般较大，由此增加了胶凝材料用量，从而增加了其制备的混凝土干燥收缩。单纯地采用降低普通混凝土干燥收缩的技术，如简单地掺用减缩剂和膨胀剂，难以有效解决混凝土搅拌站废浆制备的混凝土干燥收缩过大的技术难题，其特殊性在于：一方面，废浆中的固相含量加上水泥和矿物掺合料用量，致使其在制备相同强度等级混凝土时的胶凝材料用量较大，势必增加干燥收缩；一方面，废浆中含有很多的阴离子、阳离子和一些残留的外加剂，离子成分复杂，有些有利于增加干燥收缩，有些有利于降低干燥收缩，更为重要的是，由此产生的较高碱性环境有利于增加干燥收缩。为解决其干燥收缩过大的技术难题，必须对其离子成分进行统计分析，找出与其相容性较好的外加剂和矿物掺合料，并减少胶凝材料用量。这一问题地解决在已有的混凝土搅拌站废浆制备的混凝土中未见报道。
发明内容
为了克服已有采用混凝土搅拌站废浆制备的混凝土的干燥收缩较高不足，本发明提供一种有效降干燥收缩的采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，按照重量份计，由水泥270-300份、稻壳灰60-90份、锂渣50-70份、混凝土搅拌站废浆80-120份、河砂690-725份、碎石1034-1087份、减水剂4-6份和水96-128份混合组成。
进一步，一天拆模后外涂减缩剂溶液。
再进一步，所述的稻壳灰无定形SiO2质量百分比含量≥90％，比表面积≥62000m2/kg，平均粒径≤5.7μm。
优选的，所述的锂渣的Al2O3和SiO2质量分数之和＞75％，SO3质量分数＞7.5％，比表面积≥450m2/kg。
更进一步，所述的混凝土搅拌站废浆为混凝土搅拌站废水经沉淀而成，其含水率为45％-50％，产生时间在24小时以内。
所述的水泥为P·I52.5水泥。
所述的河砂细度模数为2.4-3.0，颗粒级配为2区，含泥量小于0.4％。
所述的碎石粒径5～20mm的连续级配，其针片状含量小于碎石总质量的3％，含泥量小于0.3％。
所述的减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量≥26％。
所述的减缩剂28d抗压强度比≥105％，28d减缩率≥40％，外涂时，将减缩剂的浓度调整为50％。
本发明的技术构思为：本发明采用的产生时间在24小时以内，含水率为45％-50％的混凝土搅拌站废浆，由于产生时间短，其固相成分仍具有一定的活性效应，在不降低混凝土强度等级的条件下，可适当减少废浆用量，实现废浆高附加值利用，从而降低胶凝材料用量，有利于降低干燥收缩；稻壳灰和锂渣与废浆中的离子和残留成分相容性较好，对于降低干燥收缩，作用功能各不相同，可实现超叠加效应；稻壳灰的微集料效应和活性效应可有效改善混凝土内部结构，增强混凝土抵抗干燥收缩的能力，此外稻壳灰含有大量微米尺度的孔隙，并具有巨大的比表面积，因此具有一定的吸水性，起到“蓄水池”的作用，这一点是其它矿物掺合料不具备的技术优势，从而有效延缓混凝土内部水分向外部环境迁移速度，有利于降低干燥收缩；锂渣通过其活性效应在改善混凝土内部结构的同时，其SO3(以SO4 2-形式存在)，在碱性环境中与活性Al2O3(或CA3)反应生成膨胀性产物钙矾石，其微膨胀性可补偿混凝土干燥收缩，起到“膨胀剂”的作用，该技术优势也是锂渣独有的技术特点；减缩剂是降低混凝土干燥收缩常用的技术措施之一，将其外涂，避免了减缩剂与废浆中的离子和残留成分的相容性问题，从而有效降低混凝土搅拌站废浆制备的混凝土的干燥收缩。
本发明的有益效果主要表现在：有效降干燥收缩。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。
一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，按照重量份计，由水泥270-300份、稻壳灰60-90份、锂渣50-70份、混凝土搅拌站废浆80-120份、河砂690-725份、碎石1034-1087份、减水剂4-6份和水96-128份混合组成。
进一步，一天拆模后外涂减缩剂溶液。
再进一步，稻壳灰无定形SiO2质量百分比含量≥90％，比表面积≥62000m2/kg，平均粒径≤5.7μm；锂渣的Al2O3和SiO2质量分数之和＞75％，SO3质量分数＞7.5％，比表面积≥450m2/kg；水泥为P·I52.5水泥；混凝土搅拌站废浆为混凝土搅拌站废水经沉淀而成，其含水率为45％-50％，产生时间在24小时以内；河砂细度模数为2.4-3.0，颗粒级配为2区，含泥量小于0.4％；碎石粒径5～20mm的连续级配，其针片状含量小于碎石总质量的3％，含泥量小于0.3％；减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量≥26％；减缩剂28d抗压强度比≥105％，28d减缩率≥40％，外涂时，将其浓度调整为50％。
所述采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土的制备方法为：将水泥、稻壳灰、锂渣、河砂和碎石搅拌(例如30秒)，然后加入混凝土搅拌站废浆和水搅拌(40秒)，再加入减水剂搅拌(60秒以上)，成型后放入标准养护室进行养护；1天后拆模，外涂减缩剂溶液即可。
所述获得的采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土强度等级为C50-C60，7d干燥收缩值≤100×10-6，28d干燥收缩值≤250×10-6，90d干燥收缩值≤300×10-6，并趋于稳定。
基于上述配方，调整不同组分的用量得到实施例1-3，并分别检测其不同龄期干燥收缩。
实施例1：
按重量组分计算，包括水泥300份、稻壳灰90份、锂渣70份、混凝土搅拌站废浆120份、河砂690份、碎石1034份、减水剂6份和水96份，混合组成，一天拆模后外涂减缩剂溶液。
28d混凝土搅拌站废浆制备的混凝土抗压强度为63.7MPa，其不同龄期干燥收缩见表1。
实施例2：
按重量组分计算，包括水泥280份、稻壳灰70份、锂渣60份、混凝土搅拌站废浆100份、河砂712份、碎石1067份、减水剂5份和水111份，混合组成，一天拆模后外涂减缩剂溶液。
28d混凝土搅拌站废浆制备的混凝土抗压强度为56.8MPa，其不同龄期干燥收缩见表1。
实施例3：
按重量组分计算，包括水泥270份、稻壳灰60份、锂渣50份、混凝土搅拌站废浆80份、河砂725份、碎石1087份、减水剂4份和水128份，混合组成，一天拆模后外涂减缩剂溶液。
28d混凝土搅拌站废浆制备的混凝土抗压强度为54.1MPa，其不同龄期干燥收缩见表1。表1为采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土不同龄期的干燥收缩值(×10-6)
表1。

Claims (10)

1.一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：按照重量份计，由水泥270-300份、稻壳灰60-90份、锂渣50-70份、混凝土搅拌站废浆80-120份、河砂690-725份、碎石1034-1087份、减水剂4-6份和水96-128份混合组成。
2.如权利要求1所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：一天拆模后外涂减缩剂溶液。
3.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的稻壳灰无定形SiO2质量百分比含量≥90％，比表面积≥62000m2/kg，平均粒径≤5.7μm。
4.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的锂渣的Al2O3和SiO2质量分数之和＞75％，SO3质量分数＞7.5％，比表面积≥450m2/kg。
5.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的混凝土搅拌站废浆为混凝土搅拌站废水经沉淀而成，其含水率为45％-50％，产生时间在24小时以内。
6.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的水泥为P·I52.5水泥。
7.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的河砂细度模数为2.4-3.0，颗粒级配为2区，含泥量小于0.4％。
8.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的碎石粒径5～20mm的连续级配，其针片状含量小于碎石总质量的3％，含泥量小于0.3％。
9.如权利要求1或2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量≥26％。
10.如权利要求2所述的一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低干燥收缩混凝土，其特征在于：所述的减缩剂28d抗压强度比≥105％，28d减缩率≥40％，外涂时，将减缩剂的浓度调整为50％。
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