CN108249849A - 一种高石灰石粉掺量绿色混凝土 - Google Patents

一种高石灰石粉掺量绿色混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，属于绿色混凝土技术领域，包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300‑350份，改性石灰石粉100‑130份，改性超细粉煤灰20‑40份，河砂400‑500份，机制砂300‑400份，碎石900‑1000份，水160‑165份，减水剂6‑6.5份。本发明可以大量消纳机制砂生产过程中形成的固体废弃物石灰石粉，通过添加改性石灰石粉和超细粉煤灰，显著提高了混凝土强度，克服了通常石灰石粉混凝土抗冻性能差的缺点，将混凝土的抗冻等级从原来的F50提升至F200。

Description

一种高石灰石粉掺量绿色混凝土
技术领域
本发明涉及一种绿色混凝土，特别涉及一种高石灰石粉掺量绿色混凝 土，属于绿色高性能混凝土技术领域。
背景技术
目前，传统矿物掺合料如粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等在一些地区出 现匮乏现象，甚至于出现了大量造假粉煤灰，因此迫切需要寻找代替性的 矿物掺合料。岩石粉作为机制砂生产过程中的固体废弃物，如果得不到利 用，则会造成极大的污染，也会给机制砂生产企业环境压力。
目前，石灰石粉应用于混凝土，如果掺量过大混凝土的抗冻性能就会 变差，不利于岩石粉的利用。一般情况下岩石粉掺量大于胶凝材料用量的 15％，混凝土抗冻等级约为F50，在需要考虑抗冻的地方都不能用。
基于以上存在问题，本发明通过加入抗冻粉改性的石灰石粉，和通过 物理和化学的作用改性的超细粉煤灰，显著提高了绿色混凝土的力学性能 和抗冻性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高石灰石粉掺量绿色混凝土， 可以大量消纳机制砂生产过程中形成的固体废弃物，同时提高了混凝土的 强度，解决了通常岩石粉混凝土抗冻性能差的问题。
本发明提供了一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，其技术方案如下：
一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，包括以下重量份数的组分：波特兰 水泥300-350份，改性石灰石粉100-130份，改性超细粉煤灰20-40份， 河砂400-500份，机制砂300-400份，碎石900-1000份，水160-165份， 减水剂6-6.5份；
所述改性石灰石粉通过以下方法进行改性处理：
将90重量份的石灰石粉、9重量份的抗冻粉和1重量份的助磨剂依次 放入球磨机中，混磨至45μm，筛余小于12％，既得；所述助磨剂由70重 量份的三乙醇胺和30重量份的三异丙醇胺组成；
所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：
将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比 表面积大于1000m2/kg，既得；所述碱性激发剂由50重量份的明矾石、35 重量份的二水石膏和15重量份的元明粉组成。
作为优选，所述波特兰水泥的添加量为320-340重量份。“波特兰水 泥”为硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。
作为优选，所述石灰石粉为机制砂生产过程中形成的固体废弃物，所 述石灰石粉中碳酸钙的含量大于80％。
作为优选，所述河砂的添加量为440-460重量份，所述河砂的细度模 数为2.6-3.0。
作为优选，所述机制砂的细度模数为2.5-2.8，机制砂中石粉的质量 含量为5-10％，机制砂的压碎值小于10％。
作为优选，所述碎石为5-26.5mm连续级配碎石，密度等级大于 2600kg/m3，孔隙率小于42％，碎石的压碎值小于8％。
作为优选，所述减水剂为聚羧酸盐减水剂，其固含量大于30％，减水 率大于25％，聚羧酸盐减水剂对水泥颗粒有很好的分散作用，能减少单位 用水量，改善混凝土拌合物的流动性。
作为优选，所述抗冻粉为经800-1000摄氏度高温喷射、碾压、粉磨而 成的二氧化硅、氧化镁、氧化铝、硅铝镁化合物中的一种或多种，其主要 作用是为了提高石灰石粉绿色混凝土的抗冻性能，保证混凝土可在负温下 硬化，并在规定养护条件下达到预期性能以及在低温下防止物料中水分结 冰。本发明中抗冻粉配合聚羧酸盐减水剂使用，可进一步提高混凝土的防 冻性能，且添加了经明矾石、二水石膏和元明粉进行改性处理的超细粉煤 灰，克服了传统粉煤灰惰性的缺点，提高了粉煤灰的活性，从而进一步提 高了混凝土的力学性能。
本发明的有益效果在于：
本发明可以大量消纳机制砂生产过程中形成的固体废弃物，通过添加 改性石灰石粉和超细粉煤灰，提高了混凝土的强度，解决了通常石灰石粉 混凝土抗冻性能差的问题，将混凝土的抗冻等级从原来的F50提升至F200。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步描述。实施例的描述仅为便 于理解和应用本发明，而非对本发明保护的限制。
本发明可以根据实际工程对混凝土性能的要求适当调整配方，按照以 下实施例所述的方法进行操作，配制出满足性能要求的高石灰石粉掺量绿 色混凝土。
采用的主要原料如下：
波特兰水泥：金隅42.5普通硅酸盐水泥。
石灰石粉：云南公路投资建设有限公司生产，碳酸钙含量82％。
粉煤灰：建研昆仑有限公司出售。
河砂：建研昆仑有限公司出售，细度模数2.6.
机制砂：云南公路投资建设有限公司生产，细度模数2.5，石粉含量 9％。
碎石：建研昆仑有限公司出售。
抗冻粉：河南科丽奥高新材料有限公司生产。
聚羧酸减水剂：建研昆仑有限公司出售的KLS3，减水率为35％。
测试标准：
按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)标准 测试混凝土的抗压强度。
按照《普通混凝土耐久性和长期性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)标准测试混凝土的抗冻性能。
空白对比例：
常规的石灰石粉混凝土，其原料及重量百分比如下：波特兰水泥 350kg，普通石灰石粉120kg，河砂400kg，机制砂400kg，碎石1000kg， 水160kg，减水剂6kg，通过拌合成型抗压强度和抗冻性试块进行测试。
实施例1-7：
一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，按照表1中配方所示，称取相应的 重量的如下原料：波特兰水泥、改性石灰石粉、改性超细粉煤灰、河砂、 机制砂、碎石、水，通过拌合成型抗压强度和抗冻性试块进行测试。
所述改性石灰石粉通过以下方法进行改性处理：
将90重量份的石灰石粉、9重量份的抗冻粉和1重量份的助磨剂依次 放入球磨机中，混磨至45μm，筛余小于12％，既得改性石灰石粉；所述助 磨剂由70重量份的三乙醇胺和30重量份的三异丙醇胺组成；
所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：
将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比 表面积大于1000m2/kg，既得改性超细粉煤灰；所述碱性激发剂由50重量 份的明矾石、35重量份的二水石膏和15重量份的元明粉组成。
其中实施例1采用的抗冻粉为二氧化硅。
实施例2采用的抗冻粉为氧化镁。
实施例3采用的抗冻粉为氧化镁和二氧化硅的混合物，其中氧化镁和 二氧化硅的质量比为3:1。
实施例4采用的抗冻粉为氧化铝。
实施例5采用的抗冻粉为氧化镁和氧化铝混合物，其中氧化镁和氧化 铝的质量比为1:1。
实施例6采用的抗冻粉为二氧化硅和氧化铝混合物，其中二氧化硅和 氧化铝的质量比为2:1。
实施例7采用的抗冻粉为硅铝镁化合物。
表1.具体实施方式的原料配方表(单位：kg)
分别将空白对比例、实施例1-7的成型试块标准养护28d后，通过《普 通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)和《普通混凝土耐 久性和长期性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)标准测试混凝土的抗 压强度和抗冻性，测试结果如表2所示：
表2.具体实施方式的抗压强度和抗冻性实验数据
通过以上数据可以看出，将实施例的测试结果与对比例进行比较，发 现用改性石灰石粉和改性超细煤灰粉取代普通的石灰石粉后，在其他组分 添加量不变的情况下(具体参见空白例和实例1的对比)，混凝土的抗压强 度得到明显提升，从41.2MPa提升至46.7MPa，且抗冻等级由F50提升 至F200，通过实施例1-7的测试数据可知，改性后的混凝土的抗压强度均 比常规的混凝土的高，且抗冻等级均可达F200。
通过以上具体实施方式的测试数据来看，本发明与目前常见的石灰石 粉混凝土相比，通过添加掺加抗冻粉混磨改性的石灰石粉，和加入通过机 械激发和化学激发复合作用激发的改性粉煤灰，显著提高了混凝土的抗冻 性，且同时保证了混凝土抗压强度。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案 而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人 员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离 本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：它包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300-350份，改性石灰石粉100-130份，改性超细粉煤灰20-40份，河砂400-500份，机制砂300-400份，碎石900-1000份，水150-165份，减水剂6-6.5份；
所述改性石灰石粉通过以下方法进行改性处理：
将90重量份的石灰石粉、9重量份的抗冻粉和1重量份的助磨剂依次放入球磨机中，混磨至45μm，筛余小于12％，既得改性石灰石粉；所述助磨剂由70重量份的三乙醇胺和30重量份的三异丙醇胺组成；
所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：
将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，既得改性超细粉煤灰；所述碱性激发剂由50重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和15重量份的元明粉组成。
2.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述波特兰水泥的添加量为320-340重量份。
3.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述石灰石粉为机制砂生产过程中形成的固体废弃物，所述石灰石粉中碳酸钙的含量大于80％。
4.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述河砂的添加量为440-460重量份。
5.如权利要求1或4所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述河砂的细度模数为2.6-3.0。
6.如权利要求1或5所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述机制砂的细度模数为2.5-2.8，机制砂中石灰石粉的质量含量为5-10％，机制砂的压碎值小于10％。
7.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述碎石为5-26.5mm连续级配碎石，密度等级大于2600kg/m3，孔隙率小于42％，碎石的压碎值小于8％。
8.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸盐减水剂，其固含量大于30％，减水率大于25％。
9.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述抗冻粉为经800-1000摄氏度的高温喷射、碾压、粉磨而成的二氧化硅、氧化镁、氧化铝、硅铝镁化合物中的一种或多种。
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