CN108358499A - 一种岩石基矿物掺合料及其制备方法 - Google Patents

一种岩石基矿物掺合料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108358499A
CN108358499A CN201810062616.XA CN201810062616A CN108358499A CN 108358499 A CN108358499 A CN 108358499A CN 201810062616 A CN201810062616 A CN 201810062616A CN 108358499 A CN108358499 A CN 108358499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mineral admixture
base mineral
concrete
aggregate chips
rock base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810062616.XA
Other languages
English (en)
Inventor
马保国
刘晓海
谭洪波
梅军鹏
姜文斌
张挺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201810062616.XA priority Critical patent/CN108358499A/zh
Publication of CN108358499A publication Critical patent/CN108358499A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00293—Materials impermeable to liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料。其成分按重量份数计为：砂岩石屑88～94份，I级粉煤灰5～9份，明矾1～3份，分散剂0.1～0.3份，助磨剂0.1～0.3份。所述的砂岩石屑中主要成分的范围为二氧化硅含量65～85％、氧化钙含量5～10％和氧化铝含量8～15％。本发明所涉及的以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料是一种新型的混凝土矿物掺合料，以当地资源丰富的砂岩石屑作为主要的材料来源，拓宽了混凝土掺合料的材料来源，有助于解决混凝土掺合料资源的区域不平衡问题，同时本发明可改善混凝土工作性、降低水化热，解决石屑的环境污染问题，具有较好的社会效益和经济效益。

Description

一种岩石基矿物掺合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料及其制备方法。
背景技术
在公路、铁路、港口和城市建设不断发展过程中，混凝土作为基础的建筑材料起到了巨大的作用，而矿物掺合料作为商品混凝土重要的组成成分近几年得到了不断发展。混凝土中利用矿粉、粉煤灰等矿物掺合料部分取代水泥，不仅可以提高资源利用率、降低混凝土成本，而且能够改善混凝土诸多性能，如降低水化热，减少混凝土干缩，改善混凝土凝结时间，增强耐久性等。矿物掺合料已经成为混凝土不可或缺的一部分。
传统的混凝土矿物掺合料如粉煤灰和矿粉，来自于电厂、铁厂等大型工业企业，由于地区资源不平衡，对于某些特定地区属于稀缺资源，其运输成本过高，因此需要因地制宜开发出一种新型的矿物掺合料。
发明内容
本发明目的在于提供一种以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料，该岩石基矿物掺合料在不降低混凝土强度的前提下，具有耐久性好、抗干缩性能和抗裂性能强，工作性优良，可以降低混凝土水化热等优势。
为实现上述目的，采用技术方案如下：
一种岩石基矿物掺合料，包括砂岩石屑、I级粉煤灰、明矾、分散剂和助磨剂；其成分按重量份数计为：
砂岩石屑88～94份，I级粉煤灰5～9份，明矾1～3份，分散剂0.1～0.3份，助磨剂0.1～0.3份。
按上述方案，所述的砂岩石屑中主要成分的范围为二氧化硅含量65～85％、氧化钙含量5～10％和氧化铝含量8～15％。
按上述方案，所述的Ⅰ级粉煤灰，其45μm筛余量不大于12％，需水量比不大于95％。
按上述方案，所述的明矾为工业级十二水合硫酸铝钾。
按上述方案，所述的分散剂主要成分为工业副产液体糖蜜和聚羧酸减水剂的混合物。
按上述方案，工业副产液体糖蜜的固含量为40％；聚羧酸减水剂的固含量为40％。
按上述方案，所述的助磨剂主要成分为醇胺类物质和硝酸盐物质的混合物。
按上述方案，所述醇胺类物质为三异丙醇胺。
按上述方案，所述硝酸盐为硝酸钙或硝酸钠中的一种或其混合物。
上述岩石基矿物掺合料的制备方法，包括以下步骤：
1)将明矾、分散剂和助磨剂混合均匀后，再与I级粉煤灰混合均匀，随后将混合物烘干至含水率不高于2wt％；
2)将1)所得混合物与砂岩石屑混合均匀，然后利用球磨机进行粉磨，控制其45微米筛余在7～10％范围内，即得到以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料。
上述岩石基矿物掺合料在混凝土中应用；所述岩石基矿物掺合料加入混凝土时，掺量为胶凝材料总量的15～30wt％。
所述的一种以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料具有如下技术特点：
砂岩石屑的成分为二氧化硅含量65～85％、氧化钙含量5～10％和氧化铝含量8～15％，其中有一定比例的活性二氧化硅、碳酸钙和氧化铝。在本专利中，将通过机械活化和化学活化的方式，大幅增加岩石基矿物掺合料中的活性成分比例。在水泥水化过程中，活性二氧化硅、活性氧化铝和活性碳酸钙中的钙离子可以参与生成水化硅酸钙凝胶或水化硅铝酸钙凝胶，增加水化产物，提高混凝土强度，增强混凝土密实性，改善孔结构，从而提高耐久性。而岩石基矿物掺合料中的非活性成分将作为填料，细化孔结构，改善混凝土耐久性，而且由于岩石基矿物掺合料初始活性较低，因此将改善混凝土工作性，延长保坍时间。
加入I级粉煤灰在岩石基矿物掺合料粉磨过程中可以作为研磨介质，提高岩石基矿物掺合料的粉磨效率。同时，在水泥水化过程中，I级粉煤灰作为活性掺合料，前期由于粉煤灰中的玻璃微珠，可以改善混凝土工作性，同时发挥物理填充效应，堵塞混凝土内部空隙通道，增加混凝土密实度提高耐久性，后期在水泥水化产物的激发下进行二次水化，发生火山灰反应，生成C-S-H凝胶和水化铝酸钙可以增加混凝土强度，同时改善界面过渡区，使耐久性进一步增强。
明矾可以增加水泥的早期强度，同时补偿混凝土收缩，有利于混凝土体积稳定性，防止发生开裂。糖蜜和聚羧酸减水剂的混合物作为分散剂，有减水功能，可以提高混凝土强度，同时具有缓凝作用，可以提高保坍性，防止混凝土裂缝的产生。加入助磨剂，可以提高粉磨效率，节约能耗，达到本发明所要求的细度，同时也可以激发岩石基矿物掺合料的活性，提高强度。
本发明相对于现有技术有益效果如下：
1)本发明以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料具有多项功效：①降低混凝土发热量，有利于混凝土在大体积混凝土工程中的应用；②提高混凝土初始流动性和保坍性能，改善混凝土工作性；③由于减少了混凝土中水泥用量，因此可以降低混凝土成本；④由于改善了混凝土工作性，因此可以减少用水量，改善混凝土耐久性。
2)本发明所涉及的以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料是一种新型的混凝土矿物掺合料，以当地资源丰富的砂岩石屑作为主要的材料来源，拓宽了混凝土掺合料的材料来源，有助于解决混凝土掺合料资源的区域不平衡问题，同时本发明可改善混凝土工作性、降低水化热，解决石屑的环境污染问题，具有较好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料的各原料配比如表1所示。
表1
上述以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将明矾、分散剂和助磨剂按比例混合均匀后，再与I级粉煤灰按比例混合均匀，随后将混合物烘干至含水率不高于2％；
2)将1)中混合物与砂岩石屑混合均匀，然后利用球磨机进行粉磨，控制其45微米筛余在7～10％范围内，即为以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料。
以混凝土岩石基矿物掺合料制备混凝土，配方见表2(单位：kg/m3混凝土)。
表2
上述以混凝土岩石基矿物掺合料制备混凝土的强度和活性指数(R)见表3。
表3
由表3可见，混凝土中加入所述的岩石基矿物掺合料可以降低混凝土需水量，改善工作状态，同时，岩石基矿物掺合料的添加小幅降低了混凝土强度，但可以认为掺入本发明所述的以砂岩石屑为主要原料的岩石基矿物掺合料不影响混凝土强度等级，可以保证材料使用的安全性。
上述以混凝土岩石基矿物掺合料制备混凝土养护28天后混凝土干缩率、抗渗压力和氯离子扩散系数见表4所示。
表4
由表4可见，混凝土中加入所述岩石基矿物掺合料可以降低干缩率，提高抗渗性和抗氯离子侵蚀能力，提高抗冻等级，多方面改善了混凝土耐久性，提高混凝土服役寿命，可以产生较好的社会效益和经济效益。

Claims (10)

1.一种岩石基矿物掺合料，其特征在于包括砂岩石屑、I级粉煤灰、明矾、分散剂和助磨剂；其成分按重量份数计为：
砂岩石屑88～94份，I级粉煤灰5～9份，明矾1～3份，分散剂0.1～0.3份，助磨剂0.1～0.3份。
2.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述的砂岩石屑中主要成分的范围为二氧化硅含量65～85％、氧化钙含量5～10％和氧化铝含量8～15％。
3.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述的Ⅰ级粉煤灰，其45μm筛余量不大于12％，需水量比不大于95％。
4.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述的明矾为工业级十二水合硫酸铝钾。
5.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述的分散剂主要成分为工业副产液体糖蜜和聚羧酸减水剂的混合物。
6.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述的助磨剂主要成分为醇胺类物质和硝酸盐物质的混合物。
7.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述醇胺类物质为三异丙醇胺。
8.如权利要求1所述岩石基矿物掺合料，其特征在于所述硝酸盐为硝酸钙或硝酸钠中的一种或其混合物。
9.权利要求1所述岩石基矿物掺合料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将明矾、分散剂和助磨剂混合均匀后，再与I级粉煤灰混合均匀，随后将混合物烘干至含水率不高于2wt％；
2)将1)所得混合物与砂岩石屑混合均匀，然后利用球磨机进行粉磨，控制其45微米筛余在7～10％范围内，即得到以砂岩石屑为主要原料的混凝土岩石基矿物掺合料。
10.权利要求1所述岩石基矿物掺合料在混凝土中应用；其特征在于所述岩石基矿物掺合料加入混凝土时，掺量为胶凝材料总量的15～30wt％。
CN201810062616.XA 2018-01-23 2018-01-23 一种岩石基矿物掺合料及其制备方法 Pending CN108358499A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810062616.XA CN108358499A (zh) 2018-01-23 2018-01-23 一种岩石基矿物掺合料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810062616.XA CN108358499A (zh) 2018-01-23 2018-01-23 一种岩石基矿物掺合料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108358499A true CN108358499A (zh) 2018-08-03

Family

ID=63006600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810062616.XA Pending CN108358499A (zh) 2018-01-23 2018-01-23 一种岩石基矿物掺合料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108358499A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111908825A (zh) * 2020-07-24 2020-11-10 尧柏特种水泥技术研发有限公司 一种用于混凝土的早强型纳米矿物掺合料及其制备方法
CN114477843A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 武汉源锦建材科技有限公司 一种喷射混凝土用抗热掺合料及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786811A (zh) * 2010-01-15 2010-07-28 中国水利水电第三工程局有限公司 一种多元粉体胶凝材料的制备方法
CN102001839A (zh) * 2010-03-29 2011-04-06 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种含硅微粉的混凝土复合掺合料及其制备方法
CN106242333A (zh) * 2016-08-08 2016-12-21 中建海峡建设发展有限公司 一种用于混凝土的凝灰岩石粉掺合料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786811A (zh) * 2010-01-15 2010-07-28 中国水利水电第三工程局有限公司 一种多元粉体胶凝材料的制备方法
CN102001839A (zh) * 2010-03-29 2011-04-06 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种含硅微粉的混凝土复合掺合料及其制备方法
CN106242333A (zh) * 2016-08-08 2016-12-21 中建海峡建设发展有限公司 一种用于混凝土的凝灰岩石粉掺合料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111908825A (zh) * 2020-07-24 2020-11-10 尧柏特种水泥技术研发有限公司 一种用于混凝土的早强型纳米矿物掺合料及其制备方法
CN114477843A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 武汉源锦建材科技有限公司 一种喷射混凝土用抗热掺合料及其应用
CN114477843B (zh) * 2022-01-27 2022-09-09 武汉源锦建材科技有限公司 一种喷射混凝土用抗热掺合料及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103613303B (zh) 一种改性石灰石粉高性能矿物掺合料及其制备方法
CN101844882B (zh) 一种复合硅酸盐水泥及其制备方法
CN102910889B (zh) 一种含有江河淤泥沙的加气混凝土墙材及其制备方法
CN102643070B (zh) 一种以非煅烧脱硫石膏为主要胶凝材料的陶粒保温砌块及其制备方法
CN111187045B (zh) 一种利用钢渣砂和选矿废弃物制备的矿山井下充填砂浆
CN107382216B (zh) 掺加铁尾矿与建筑垃圾的高强混凝土及其制备方法
CN102515595A (zh) 一种脱硫废渣复合胶凝材料及其制得的砂浆
CN102701656A (zh) 偏高岭土基地聚合物泡沫混凝土及其制备方法
CN102875070A (zh) 一种电石渣加气砖及其制备方法
CN102875066A (zh) 一种铬渣加气砖及其制备方法
CN113336516A (zh) 一种采用多元固废制备的胶凝材料及其协同调控方法
CN102875184A (zh) 一种油页岩渣加气砖及其制备方法
CN107352924A (zh) 一种混凝土
CN102875186B (zh) 一种萤石矿渣加气砖及其制备方法
CN1275897C (zh) 黄金尾矿蒸压加气混凝土砌块及生产方法
CN111847921B (zh) 一种低熟料水泥及其制备方法和应用
CN114605121B (zh) 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法
CN104961412A (zh) 一种利用水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰制备水泥基复合胶凝材料的方法
CN107746193B (zh) 一种工业废渣油井水泥及其制备方法
CN103214226A (zh) 再生混凝土商品砂浆
CN111943583A (zh) 一种低收缩高抗裂高耐久长寿命混凝土及其制备方法
CN101412595A (zh) 一种利用高岭土尾砂制备混凝土掺合料的方法
CN112694272B (zh) 利用煤矸石电厂固废制备的低碳高强胶凝材料及制备方法
CN102875068B (zh) 一种建筑垃圾加气砖及其制备方法
CN108358499A (zh) 一种岩石基矿物掺合料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180803