CN108147704B - 复合矿物掺合料及其制备方法及利用其制备的混凝土 - Google Patents
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Abstract
复合矿物掺合料及其制备方法及利用其制备的混凝土,复合矿物掺合料包括以下重量份含量的组分,粘度改性剂10‑20;促凝剂0.5‑3;缓凝剂0.5‑4;矿粉40‑60;粉煤灰30‑40;微硅粉5‑10;促凝剂选自三乙醇胺、三异丙醇胺、甲酸钙和硝酸钙中的一种或多种。缓凝剂是葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸、硼酸、四硼酸钠或白糖中的一种和多种的组合,矿粉是S95、S105矿粉中的一种和两种的组合,粉煤灰是GB/T1596‑2005规定中的F类I级粉煤灰,微硅粉是SiO2≧90%的硅灰。本发明具有安全、适用等特点,有很好的推广和实用价值,广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于混凝土制品领域,尤其涉及复合矿物掺合料及其制备方法及利用其制备的混凝土。
背景技术
随着我国城市现代化进程的加快使得城市发展转向地下开发,地铁隧道工程量将持续增长。目前的地铁开挖普遍采用盾构技术掘进,盾构管片作为隧道的永久性衬砌,起到承担土层、地下水压力以及其他载荷的作用,其质量直接影响到隧道整体工程质量和使用寿命。目前地铁盾构管片厂普遍遇到的问题是生产任务大,时间周期紧,在现有的技术下,直接加快生产线推进速度,会导致许多问题,如管片外弧面产生波浪纹,入窑前混凝土未凝结无法入窑,脱模强度不够等诸多问题,但直接提高蒸养温度又会加剧蒸养对混凝土的损伤,给管片混凝土的体积稳定性和耐久性带来不良影响。因此目前如何在不影响管片生产质量的前提下,提高管片的生产效率是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供复合矿物掺合料及其制备方法及利用其制备的混凝土,要解决现有技术生产能耗高,管片外观质量低的技术问题;并解现有技术生产的地铁盾构管片稳定性和耐久性低的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
复合矿物掺合料,其特征在于:包括以下重量份含量的组分,
进一步优选地,所述粘度改性剂是无机粘度改性剂和/或有机粘度改性剂。
进一步地,所述有机粘度度改性剂是纤维素醚、淀粉醚、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠中的一种或多种的组合。
进一步地,所述无机粘度改性剂是钠基膨润土。
此外,所述促凝剂是三乙醇胺、三异丙醇胺、甲酸钙和硝酸钙中的一种或多种的组合。
更加优选地,所述缓凝剂是葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸、硼酸、四硼酸钠和白糖中的一种或多种的组合。
复合矿物掺合料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:称量各组分:将各组分按需要称量后备用;
步骤二:投入矿粉和粉煤灰:向混合机投入矿粉和粉煤灰所需量的一半,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀;
步骤三:加入除矿粉和粉煤灰外的其他各组分:向混合机投入微硅粉、粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀;
步骤四:投入剩下一半矿粉和粉煤灰:向混合机投入剩下一半矿粉和粉煤灰,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀,即形成复合矿物掺合料。
利用复合矿物掺合料配制而成的混凝土,其特征在于:包括以下重量份含量的组分,
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:
本发明是针对地铁盾构管片研制出的复合矿物掺合料,该复合矿物掺合料选用矿粉、粉煤灰、微硅粉、粘度改性剂等组分,通过合理的配比和工艺制备而成,添加复合矿物掺合料可以改善管片混凝土的工作性能,改善混凝土浇筑入模后的稳定性,在生产线推进过程中减少管片外弧面波浪纹的产生,提高了混凝土入窑强度,使混凝土能够更好的抵抗入窑后温差产生的内胀力,减少残余变形,提升了混凝土抵抗蒸养损伤的能力,降低了混凝土微裂纹的产生风险,综合提高蒸养后混凝土的耐久性能。复合矿物掺合料本身低氯、低碱,对钢筋无锈蚀作用,无毒、无害,对人身健康和环境均安全。复合矿物掺合料以胶凝材料量的5-15重量份的掺量替代加入混凝土后在相同的蒸养条件下,可以比混凝土提高10%-20%的脱模强度,在相同脱模强度下可以降低窑温5℃-10℃,平均降低能耗20%-30%,添加复合矿物掺合料后能有效稳定混凝土状态,提质增效的效果显著,混凝土的出机坍落度影响不大,且蒸养后混凝土的脱模强度明显提升,并且随龄期发展,抗压强度均有所提升。
本发明具有安全、适用等特点,有很好的推广和实用价值,广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式,用于说明本发明的构思,均是解释性和示例性的,不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外,本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案,这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
复合矿物掺合料,其特征在于:包括以下重量份含量的组分,
粘度改性剂是无机粘度改性剂或有机粘度改性剂,或者是无机粘度改性剂和有机粘度改性剂两者的混合,有机粘度改性剂是纤维素醚、淀粉醚、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠的一种或几种的组合,无机粘度改性剂是钠基膨润土,缓凝剂是葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸、硼酸、四硼酸钠或白糖中的一种或多种的组合,矿粉是S95、S105矿粉中的一种或两种的组合,粉煤灰是GB/T1596-2005规定中的F类I级粉煤灰,微硅粉是SiO2≧90%的硅灰。
利用复合矿物掺合料配制而成的混凝土,其特征在于:包括以下重量份含量的组分,
复合矿物掺合料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:称量各组分:将各组分按需要称量后备用;
步骤二:投入矿粉和粉煤灰:向混合机,混合机为无重力双轴混合机,投入矿粉和粉煤灰所需量的一半,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀;
步骤三:加入除矿粉和粉煤灰外的其他各组分:向无重力双轴混合机投入微硅粉、粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀;
步骤四:投入剩下一半矿粉和粉煤灰:向无重力双轴混合机投入剩下一半矿粉和粉煤灰,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀,即形成地铁盾构管片用的复合矿物掺合料。
下面提供本发明的五种具体实施例,
实施例一:本实施案例复合矿物掺合料由粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂、矿粉、粉煤灰、微硅粉原料混合搅拌而成,其中粘度改性剂:12重量份,促凝剂:1重量份,缓凝剂:2重量份,矿粉:48重量份,粉煤灰:30重量份,微硅粉:7重量份。粘度改性剂为纤维素醚与钠基膨润土二者1:9复合而成;促凝剂为三乙醇胺与甲酸钙二者1:8复合而成;缓凝剂为葡萄糖酸钠与柠檬酸二者1:1复合而成;矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣;粉煤灰为F类I级粉煤灰;微硅粉为920硅灰。
表1利用复合矿物掺合料配置混凝土的各组分重量份
序号 | 水泥 | 粉煤灰 | 复合矿物掺合料 | 砂 | 石 | 减水剂 | 水 |
1 | 387 | 68 | 0 | 725 | 1133 | 4.55 | 137 |
2 | 387 | 32 | 36 | 725 | 1133 | 4.55 | 137 |
3 | 387 | 22 | 46 | 725 | 1133 | 4.55 | 137 |
蒸养制度为静停1.5h,升温1.5h,恒温4h,降温1h,蒸养温度50℃。测得性能指标如下:
表2配置完成后的混凝土性能测试结果
通过测试结果表2可以看出,添加了复合矿物掺合料后,混凝土的出机坍落度影响不大,蒸养后混凝土的脱模强度明显提升,并且随龄期发展,7d,28d的抗压强度均有所提升。
实施例二:本实施案例复合矿物掺合料由粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂、矿粉、粉煤灰、微硅粉原料混合搅拌而成,其中粘度改性剂:8重量份,促凝剂:2重量份,缓凝剂:2.5重量份,矿粉:50重量份,粉煤灰:30重量份,微硅粉:8重量份。粘度改性剂为纤维素醚、淀粉醚和钠基膨润土三者1:1:7复合而成;促凝剂为三乙醇胺和甲酸钙二者1:7复合而成;缓凝剂为硼砂与柠檬酸二者1:1复合;矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣;粉煤灰为F类I级粉煤灰;微硅粉为920硅灰。
表3利用复合矿物掺合料配置混凝土的各组分重量份
序号 | 水泥 | 粉煤灰 | 复合矿物掺合料 | 砂 | 石 | 减水剂 | 水 |
1 | 387 | 68 | 0 | 725 | 1133 | 4.55 | 137 |
2 | 387 | 32 | 46 | 725 | 1133 | 4.55 | 137 |
1号配合比蒸养制度为静停2h,升温1.5h,恒温4h,降温1h,蒸养温度50℃。2号配合比蒸养制度为静停2h,升温1.5h,恒温4h,降温1h,蒸养温度42℃。测得性能指标如下:
表4配置完成后的混凝土性能测试结果
通过测试结果表4可以看出,添加了复合矿物掺合料后,混凝土的出机坍落度影响不大,在降低8℃的蒸养温度后同未掺加复合矿物掺合料的脱模强度相当,后期强度发展良好,添加复合矿物掺合料后可以降低混凝土蒸养温度,节省能耗效果明显。
实施例三:本实施案例复合矿物掺合料由粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂、矿粉、粉煤灰、微硅粉原料混合搅拌而成,粘度改性剂:10重量份;促凝剂:0.5重量份;缓凝剂:0.5重量份;矿粉:40重量份;粉煤灰:30重量份;微硅粉:5重量份。粘度改性剂为纤维素醚与钠基膨润土二者2:8复合而成;促凝剂为三乙醇胺与甲酸钙二者1:9复合而成;缓凝剂为葡萄糖酸钠与柠檬酸二者1:2复合而成;矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣;粉煤灰为F类I级粉煤灰;微硅粉为920硅灰。
表5利用复合矿物掺合料配置混凝土的各组分重量份
序号 | 水泥 | 粉煤灰 | 复合矿物掺合料 | 砂 | 石 | 减水剂 | 水 |
1 | 360 | 90 | 0 | 700 | 1158 | 4.95 | 140 |
2 | 360 | 45 | 45 | 700 | 1158 | 4.95 | 140 |
蒸养制度为静停1.5h,升温1.5h,恒温4h,降温1h,蒸养温度50℃。测得性能指标如下:
表6配置完成后的混凝土性能测试结果
通过测试结果表6可以看出,添加了复合矿物掺合料后,混凝土的出机坍落度影响不大,蒸养后混凝土的脱模强度有所提升,并且随龄期发展,7d,28d的抗压强度均有所提升,此配比下强度总体提升幅度略低。
实施例四:本实施案例复合矿物掺合料由粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂、矿粉、粉煤灰、微硅粉原料混合搅拌而成,粘度改性剂:20重量份;促凝剂:3重量份;缓凝剂:4重量份;矿粉:60重量份;粉煤灰:40重量份;微硅粉:10重量份。粘度改性剂为纤维素醚、淀粉醚与钠基膨润土三者1:1:8复合而成;促凝剂为三乙醇胺与硝酸钙二者1:9复合而成;缓凝剂为柠檬酸;矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣;粉煤灰为F类I级粉煤灰;微硅粉为920硅灰。
表7利用复合矿物掺合料配置混凝土的各组分重量份
序号 | 水泥 | 粉煤灰 | 复合矿物掺合料 | 砂 | 石 | 减水剂 | 水 |
1 | 360 | 90 | 0 | 700 | 1158 | 4.95 | 140 |
2 | 360 | 45 | 45 | 700 | 1158 | 4.95 | 140 |
蒸养制度为静停1.5h,升温1.5h,恒温4h,降温1h,蒸养温度50℃。测得性能指标如下:
表8配置完成后的混凝土性能测试结果
通过测试结果表8可以看出,添加了复合矿物掺合料后,混凝土的出机坍落度影响略大,蒸养后混凝土的脱模强度有所提升,并且随龄期发展,7d,28d的抗压强度均有所提升。
实施例五:本实施案例复合矿物掺合料由粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂、矿粉、粉煤灰、微硅粉原料混合搅拌而成,粘度改性剂:15重量份;促凝剂:2重量份;缓凝剂:2.5重量份;矿粉:50重量份;粉煤灰:35重量份;微硅粉:7.5重量份。粘度改性剂为纤维素醚、淀粉醚与钠基膨润土三者1:1:8复合而成;促凝剂为三乙醇胺、甲酸钙与硝酸钙三者1:2:7复合而成;缓凝剂为葡萄糖酸钠与柠檬酸二者1:2复合而成;矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣;粉煤灰为F类I级粉煤灰;微硅粉为920硅灰。
表9利用复合矿物掺合料配置混凝土的各组分重量份
蒸养制度为静停1.5h,升温1.5h,恒温4h,降温1h,蒸养温度50℃。测得性能指标如下:
表10配置完成后的混凝土性能测试结果
通过测试结果表10可以看出,添加了复合矿物掺合料后,混凝土的出机坍落度影响不大,此配比下蒸养后混凝土的脱模强度明显提升,并且随龄期发展,7d,28d的抗压强度均有所提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种由复合矿物掺合料配制而成的混凝土,其特征在于:包括以下重量份含量的组分,
水泥 360-367;
粉煤灰 22-90;
复合矿物掺合料0-46;
砂 700-725;
石 1133-1158;
减水剂 4.55-4.95;
水 137-140;
所述复合矿物掺合料包括以下重量份含量的组分,
粘度改性剂 10-20;
促凝剂 0.5-3;
缓凝剂 0.5-4;
矿粉 40-60;
粉煤灰 30-40;
微硅粉 5-10;
粘度改性剂为纤维素醚、淀粉醚和钠基膨润土三者1:1:7 复合而成;促凝剂为三乙醇胺和甲酸钙二者1:7
复合而成;缓凝剂为硼砂与柠檬酸二者1:1 复合而成。
2.如权利要求1所述的混凝土的制备方法,其特征在于,
复合矿物掺合料制备包括以下步骤:
步骤一:称量各组分:将各组分按需要称量后备用;
步骤二:投入矿粉和粉煤灰:向无重力双轴混合机投入矿粉和粉煤灰所需量的一
半,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀;
步骤三:加入除矿粉和粉煤灰外的其他各组分:向无重力双轴混合机投入微硅粉、
粘度改性剂、促凝剂、缓凝剂,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀;
步骤四:投入剩下一半矿粉和粉煤灰:向无重力双轴混合机投入剩下一半矿粉和
粉煤灰,搅拌时间不低于5min,充分混合均匀,即形成复合矿物掺合料。
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