CN108726948A - 一种强度可改善的火山灰混凝土及其制备方法 - Google Patents

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    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明公开了一种强度可改善的火山灰混凝土，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥38‑44份、酸洗石英砂30‑34份、改性火山灰18‑24份、密胺系减水剂18‑22份、石膏粉掺杂碳化硅16‑20份、橄榄岩6‑10份、鱼眼石6‑10份、莫来石6‑10份、多孔石灰岩3‑5份、大理岩2‑4份、氢氧化钡1‑3份、去离子水22‑28份。本发明的一种强度可改善的火山灰混凝土，该混凝土在前期提供了很高的强度，继而可提高施工效率。

Description

一种强度可改善的火山灰混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及火山灰混凝土技术领域，具体涉及一种强度可改善的火山灰混凝土及其制备方法。
背景技术
火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子，在爆发性的火山运动中，固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰，它具有火山灰活性，即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物，因此磨细后可用作水泥的混合材料及混凝土的掺合料，火山灰水泥由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料如火山灰、凝灰岩、浮石、沸石、硅藻土、粉煤灰、烧粘土、烧页岩、煤矸石等，加入适量石膏，磨细而成，火山灰水泥一般适用于地下、水中及潮湿环境的混凝土工程，不宜用于干燥环境、受冻融循环和干湿交替以及需要早期强度高的工程。
现有中国专利文献(公开号：CN106882941A)公开了一种高性能火山灰混凝土及其生产工艺，属于和非金属矿深加工领域，包括胶凝材料、砂、石、水以及外加剂，所述胶凝材料包括水泥、优质火山灰、硅灰，所述外加剂为高效减水剂；各原料组成为：水的用量≤150kg，胶凝材料的总量为300-350kg/m3，其中：水泥用量为胶凝材料总量的50％-60％，优质火山灰用量为胶凝材料总量的30％-40％，硅灰用量为胶凝材料总量的2％-5％；所述高效减水剂的用量为胶凝材料总量的0.5％-1.0％，改发明采用在水泥中添加火山泥，火山灰虽具有提高混凝土强度，但强度仍不是最佳，仍需进一步改善。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种强度可改善的火山灰混凝土，该混凝土在前期提供了很高的强度，继而可提高施工效率。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种强度可改善的火山灰混凝土，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥38-44份、酸洗石英砂30-34份、改性火山灰18-24份、密胺系减水剂18-22份、石膏粉掺杂碳化硅16-20份、橄榄岩6-10份、鱼眼石6-10份、莫来石6-10份、多孔石灰岩3-5份、大理岩2-4份、氢氧化钡1-3份、去离子水22-28份。
优选地，所述强度可改善的火山灰混凝土包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥40-44份、酸洗石英砂31-34份、改性火山灰19-24份、密胺系减水剂19-22份、石膏粉掺杂碳化硅18-20份、橄榄岩7-10份、鱼眼石8-10份、莫来石8-10份、多孔石灰岩4-5份、大理岩3-4份、氢氧化钡2-3份、去离子水24-28份。
优选地，所述强度可改善的火山灰混凝土包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥41份、酸洗石英砂32份、改性火山灰21份、密胺系减水剂20份、石膏粉掺杂碳化硅18份、橄榄岩8份、鱼眼石8份、莫来石8份、多孔石灰岩4份、大理岩3份、氢氧化钡2份、去离子水25份。
优选地，所述酸洗石英砂制备方法为石英砂用质量分数为40-50％稀硫酸浸泡1h，然后用水洗至中性，在110-130℃干燥2-4h，得酸洗石英砂。
优选地，所述改性火山灰制备方法为将火山灰加入到水中进行分散，随后向其中加入质量分数为20-30％稀硫酸，再用氢氧化钠中和至中性，随后再向其中加入氯化钙、钡长石粉，搅拌转速为115-125r/min，搅拌时间为25-35min，即得改性火山灰。
优选地，所述火山灰为黑龙江五大连池火山灰。
优选地，所述石膏粉掺杂碳化硅为石膏粉、碳化硅按照重量比5：1组成的混合物。
优选地，所述石膏粉为绿泥石石膏粉。
优选地，所述橄榄岩、鱼眼石、莫来石粒径为34-40目。
本发明还提供了一种制备强度可改善的火山灰混凝土的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、酸洗石英砂、改性火山灰、密胺系减水剂、石膏粉掺杂碳化硅依次加入高速搅拌机中，转速为150-250r/min，搅拌时间35-45min，制得混合物A；
步骤三，将橄榄岩、鱼眼石、莫来石、多孔石灰岩、大理岩、氢氧化钡进行超声分散，分散25-35min，即得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、步骤三制得的混合物B、去离子水依次加入高速混合机中，转速为1150-1250r/min，搅拌时间为1-2小时，制得强度可改善的火山灰混凝土。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明采用硅酸盐水泥搭配酸洗石英砂，酸洗石英砂将石英砂中的杂质去除，继而可提高混合效果，以改性火山灰、密胺系减水剂、石膏粉掺杂碳化硅为主要辅料，橄榄岩、鱼眼石、莫来石等天然石材料为次要辅料，相比现有技术中，可有效的增强火山灰混凝土的前期强度。
(2)火山灰经过酸化后再中和，可提高其活性，随后再与氯化钙、钡长石粉结合，氯化钙在吸附、解吸过程中容易膨胀、结块，钡长石粉强度大，钡长石粉、氯化钙与火山灰经过合适的配比，继而提高材料的强度等性能。
(3)密胺系减水剂流动性和自修补性良好，添加的绿泥石石膏粉掺杂碳化硅中绿泥石石膏粉吸水形成凝胶材料，与碳化硅复合，碳化硅具有强度高性能，同时与密胺系减水剂起到协同作用，继而增强前期强度。
(4)本发明1d、3d实施例3相对于对比例3，分别提高了7.9MPa、7.1MPa，而24d时实施例3相对于对比例3，强度提高了1.7MPa，可知本发明前期强度得到很大改善，对施工提供了很大帮助。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种强度可改善的火山灰混凝土，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥38份、酸洗石英砂30份、改性火山灰18份、密胺系减水剂18份、石膏粉掺杂碳化硅16份、橄榄岩6份、鱼眼石6份、莫来石6份、多孔石灰岩3份、大理岩2份、氢氧化钡1份、去离子水22份。
本实施例的酸洗石英砂制备方法为石英砂用质量分数为40％稀硫酸浸泡1h，然后用水洗至中性，在110℃干燥2h，得酸洗石英砂。
本实施例的改性火山灰制备方法为将火山灰加入到水中进行分散，随后向其中加入质量分数为20％稀硫酸，再用氢氧化钠中和至中性，随后再向其中加入氯化钙、钡长石粉，搅拌转速为115r/min，搅拌时间为25min，即得改性火山灰。
本实施例的火山灰为黑龙江五大连池火山灰。
本实施例的石膏粉掺杂碳化硅为石膏粉、碳化硅按照重量比5：1组成的混合物。
本实施例的石膏粉为绿泥石石膏粉。
本实施例的橄榄岩、鱼眼石、莫来石粒径为34目。
本实施例的一种制备强度可改善的火山灰混凝土的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、酸洗石英砂、改性火山灰、密胺系减水剂、石膏粉掺杂碳化硅依次加入高速搅拌机中，转速为150r/min，搅拌时间35min，制得混合物A；
步骤三，将橄榄岩、鱼眼石、莫来石、多孔石灰岩、大理岩、氢氧化钡进行超声分散，分散25min，即得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、步骤三制得的混合物B、去离子水依次加入高速混合机中，转速为1150r/min，搅拌时间为1小时，制得强度可改善的火山灰混凝土。
实施例2.
本实施例的一种强度可改善的火山灰混凝土，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥44份、酸洗石英砂34份、改性火山灰24份、密胺系减水剂22份、石膏粉掺杂碳化硅20份、橄榄岩10份、鱼眼石10份、莫来石10份、多孔石灰岩5份、大理岩4份、氢氧化钡3份、去离子水28份。
本实施例的酸洗石英砂制备方法为石英砂用质量分数为50％稀硫酸浸泡1h，然后用水洗至中性，在130℃干燥4h，得酸洗石英砂。
本实施例的改性火山灰制备方法为将火山灰加入到水中进行分散，随后向其中加入质量分数为30％稀硫酸，再用氢氧化钠中和至中性，随后再向其中加入氯化钙、钡长石粉，搅拌转速为1125r/min，搅拌时间为35min，即得改性火山灰。
本实施例的火山灰为黑龙江五大连池火山灰。
本实施例的石膏粉掺杂碳化硅为石膏粉、碳化硅按照重量比5：1组成的混合物。
本实施例的石膏粉为绿泥石石膏粉。
本实施例的橄榄岩、鱼眼石、莫来石粒径为40目。
本实施例的一种制备强度可改善的火山灰混凝土的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、酸洗石英砂、改性火山灰、密胺系减水剂、石膏粉掺杂碳化硅依次加入高速搅拌机中，转速为250r/min，搅拌时间45min，制得混合物A；
步骤三，将橄榄岩、鱼眼石、莫来石、多孔石灰岩、大理岩、氢氧化钡进行超声分散，分散35min，即得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、步骤三制得的混合物B、去离子水依次加入高速混合机中，转速为1250r/min，搅拌时间为2小时，制得强度可改善的火山灰混凝土。
实施例3.
本实施例的一种强度可改善的火山灰混凝土，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥41份、酸洗石英砂32份、改性火山灰21份、密胺系减水剂20份、石膏粉掺杂碳化硅18份、橄榄岩8份、鱼眼石8份、莫来石8份、多孔石灰岩4份、大理岩3份、氢氧化钡2份、去离子水25份。
本实施例的酸洗石英砂制备方法为石英砂用质量分数为45％稀硫酸浸泡1h，然后用水洗至中性，在120℃干燥3h，得酸洗石英砂。
本实施例的改性火山灰制备方法为将火山灰加入到水中进行分散，随后向其中加入质量分数为25％稀硫酸，再用氢氧化钠中和至中性，随后再向其中加入氯化钙、钡长石粉，搅拌转速为120r/min，搅拌时间为30min，即得改性火山灰。
本实施例的火山灰为黑龙江五大连池火山灰。
本实施例的石膏粉掺杂碳化硅为石膏粉、碳化硅按照重量比5：1组成的混合物。
本实施例的石膏粉为绿泥石石膏粉。
本实施例的橄榄岩、鱼眼石、莫来石粒径为34-40目。
本实施例的一种制备强度可改善的火山灰混凝土的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、酸洗石英砂、改性火山灰、密胺系减水剂、石膏粉掺杂碳化硅依次加入高速搅拌机中，转速为200r/min，搅拌时间40min，制得混合物A；
步骤三，将橄榄岩、鱼眼石、莫来石、多孔石灰岩、大理岩、氢氧化钡进行超声分散，分散30min，即得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、步骤三制得的混合物B、去离子水依次加入高速混合机中，转速为1200r/min，搅拌时间为1.5小时，制得强度可改善的火山灰混凝土。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未采用改性火山灰。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加石膏粉掺杂碳化硅。
对比例3.
中国专利文献(公开号：CN106882941A)公开了一种高性能火山灰混凝土及其生产工艺中实施例1原料及方法。
实施例3及对比例1-3制备的砂浆性能测试结果如下
本发明1d、3d实施例3相对于对比例3，分别提高了7.9MPa、7.1MPa，而24d时实施例3相对于对比例3，强度提高了1.7MPa，可知本发明前期强度得到很大改善，对施工提供了很大帮助。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥38-44份、酸洗石英砂30-34份、改性火山灰18-24份、密胺系减水剂18-22份、石膏粉掺杂碳化硅16-20份、橄榄岩6-10份、鱼眼石6-10份、莫来石6-10份、多孔石灰岩3-5份、大理岩2-4份、氢氧化钡1-3份、去离子水22-28份。
2.根据权利要求1所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述强度可改善的火山灰混凝土包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥40-44份、酸洗石英砂31-34份、改性火山灰19-24份、密胺系减水剂19-22份、石膏粉掺杂碳化硅18-20份、橄榄岩7-10份、鱼眼石8-10份、莫来石8-10份、多孔石灰岩4-5份、大理岩3-4份、氢氧化钡2-3份、去离子水24-28份。
3.根据权利要求1所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述强度可改善的火山灰混凝土包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥41份、酸洗石英砂32份、改性火山灰21份、密胺系减水剂20份、石膏粉掺杂碳化硅18份、橄榄岩8份、鱼眼石8份、莫来石8份、多孔石灰岩4份、大理岩3份、氢氧化钡2份、去离子水25份。
4.根据权利要求1所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述酸洗石英砂制备方法为石英砂用质量分数为40-50%稀硫酸浸泡1h，然后用水洗至中性，在110-130℃干燥2-4h，得酸洗石英砂。
5.根据权利要求1所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述改性火山灰制备方法为将火山灰加入到水中进行分散，随后向其中加入质量分数为20-30%稀硫酸，再用氢氧化钠中和至中性，随后再向其中加入氯化钙、钡长石粉，搅拌转速为115-125r/min，搅拌时间为25-35min，即得改性火山灰。
6.根据权利要求5所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述火山灰为黑龙江五大连池火山灰。
7.根据权利要求1所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述石膏粉掺杂碳化硅为石膏粉、碳化硅按照重量比5：1组成的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述石膏粉为绿泥石石膏粉。
9.根据权利要求1所述的一种强度可改善的火山灰混凝土，其特征在于，所述橄榄岩、鱼眼石、莫来石粒径为34-40目。
10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的强度可改善的火山灰混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、酸洗石英砂、改性火山灰、密胺系减水剂、石膏粉掺杂碳化硅依次加入高速搅拌机中，转速为150-250r/min，搅拌时间35-45min，制得混合物A；
步骤三，将橄榄岩、鱼眼石、莫来石、多孔石灰岩、大理岩、氢氧化钡进行超声分散，分散25-35min，即得混合物B；
步骤四，将步骤二制得的混合物A、步骤三制得的混合物B、去离子水依次加入高速混合机中，转速为1150-1250r/min，搅拌时间为1-2小时，制得强度可改善的火山灰混凝土。
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