CN110330281A - 一种蔗渣灰混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蔗渣灰混凝土及其制备方法，包括如下步骤：将制糖厂烧炉中排出的蔗渣灰进行预处理，提高蔗渣灰的活性。预处理后的蔗渣灰作为制备混凝土的原材料，与砂、石、水、水泥、减水剂混合搅拌、浇筑、振捣，制得蔗渣灰混凝土制品，进一步采用标准固化养护和热固化养护中的一种进行养护。制得的蔗渣灰混凝土具有更高的结构强度和耐久性。本发明与传统混凝土相比，在性能有所提升的前提下，能够使蔗渣灰得到充分再利用，降低资源消耗，有利于实现经济环保生产。

Description

一种蔗渣灰混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种蔗渣灰混凝土的制备方法。
背景技术
混凝土作为一种坚硬的人造石材，因其优良的物理力学性能而被广泛应用于各类工程之中，是目前世界上用量最大的建筑材料。而作为混凝土重要组分的水泥具有高能耗、高污染、高成本等缺点，一定程度上对加剧了温室效应，对环境造成危害。近年来，绿色环保的建筑材料引起了大量关注，不断有研究表明诸如蔗渣灰等农业副产品，不仅产量巨大，并且能够作为矿物掺合料改善混凝土的各项性能。
蔗渣灰取自制糖厂的高温烧炉，是甘蔗渣作为燃料在700-900℃高温下燃烧产生的灰烬。蔗渣灰主要由SiO2组成，另外还有Al2O3、CaO、Fe2O3等其他成分，具有火山灰活性。在常温下能与水泥发生二次水化反应，生成具有水硬性胶凝性能的化合物，有效提高混凝土的强度及耐久性。
由于烧炉温度的不稳定性及燃烧的不完全性，从糖厂烧炉中直接获取的蔗渣灰通常呈现易变性，具有颗粒尺寸大，孔隙率高等特点，大多数情况下不能直接作为混凝土的矿物掺合料。因此，我们提出了一种蔗渣灰混凝土及其制备方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蔗渣灰混凝土及其制备方法。应用该方法制备得的蔗渣灰具有良好的火山灰活性，能够被用作优质的混凝土掺合料，有效提升混凝土的性能。同时蔗渣灰部分替代水泥，可减少水泥用量，达到降低能源消耗，实现经济环保生产的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种蔗渣灰混凝土，蔗渣灰混凝土原料成分按质量份数为：预处理后的蔗渣灰10-20份、水泥100份、砂100-250份、碎石150-300份、水30-55份、减水剂0.5-2份；预处理后蔗渣灰作为蔗渣灰混凝土原料，与砂、石、水、水泥、减水剂混合搅拌、浇筑、振捣，制得蔗渣灰混凝土制品，进一步采用标准固化养护和热固化养护中的一种进行养护。
所述的蔗渣灰混凝土，其特征在于，预处理后的蔗渣灰比表面积高于350m2/kg且45μm筛余量低于10％。
所述减水剂为聚羧酸，磺化萘系，木质素磺酸钠、亚硫酸钠、丹宁和糖钙减水剂中的一种。
所述的蔗渣灰混凝土的制备方法，通过如下步骤制备：
步骤一：将蔗渣灰在300-1000℃高温下煅烧1-4h，自然冷却。将冷却后的蔗渣灰原料添加其质量份数0.02％-0.2％的三异丙醇胺(TIPA)，在球磨机中研磨至比表面积高于350m2/kg且45μm筛余量低于10％，得到所需的蔗渣灰样品；
步骤二：将相应质量份数预处理后的蔗渣灰和水泥放入搅拌机中搅拌3-5min得到干拌混合物，与石子、砂子、水、减水剂进一步混合搅拌得到蔗渣灰混凝土制品；
步骤三：将步骤二中配置好的蔗渣灰混凝土倒入水泥模具中，将模具放置在振动台上震动3-5min，除去混凝土内部的气泡；
步骤四：将经过步骤三震动处理的蔗渣灰混凝土制品放置24h拆模，进一步采用标准固化养护和热固化养护中的一种进行养护。
所述步骤一对蔗渣灰煅烧处理，去除其本身含有的水分，避免其相互之间由于水分而粘连，同时降低烧失量，减少含碳量，使蔗渣灰具有良好的品质。
所述步骤二先让蔗渣灰与水泥进行拌和，然后再加其他混凝土组分，使蔗渣灰和水泥混合均匀。
所述步骤四中热固化养护方式为，将制备的蔗渣灰混凝土放入加热箱中以100-200℃加热24h，然后进一步采用标准固化养护。此方法有利于加速混凝土的二次水化反应，提高早期强度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过对蔗渣灰进行预处理，提高了蔗渣灰的火山灰活性。以掺量10％-20％代替部分水泥，增强结构的密实度，降低组分原料间的孔隙，增强了混凝土的结构强度和耐久性能。
(2)与传统混凝土相比，在提升性能的前提下,不仅降低成本20％左右，而且能够使蔗渣灰得到有效的二次利用，实现环保生产，提高经济效益，进而提高了蔗渣灰混凝土的应用效果。
附图说明
图1为本发明所述的蔗渣灰混凝土的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述，以便使本领域的专业人员更好理解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
本实施例为本发明所述的蔗渣灰混凝土的制备方法的一个实例。各组分及其相应的质量份数如表1所示，此实施例的蔗渣灰以掺量10％代替部分水泥。按照上述的配合比制备蔗渣灰混凝土，包括如下步骤：
步骤一：将蔗渣灰在650℃高温下锻烧处理1h，自然冷却。将冷却后的蔗渣灰原料添加其质量份数0.05％三异丙醇胺(TIPA)，在球磨机中研磨至45μm筛余量低于10％,此时制备的蔗渣灰的比表面积为943m2/kg。
步骤二：将相应质量份数预处理后的蔗渣灰和水泥放入搅拌机中搅拌3min得到干拌混合物，与石子、砂子、水、减水剂进一步混合搅拌3min得到蔗渣灰混凝土制品；
步骤三:将步骤二中配置好的混凝土倒入水泥模具中，将模具放置在振动台上震动3min，除去混凝土内部的气泡；
步骤四:将经过步骤三震动处理的混凝土制品放置24h拆模，进一步采用标准固化养护。
实施例2
本实施例为本发明所述的蔗渣灰混凝土的制备方法的另一个实例，各组分及其相应的质量份数如表1所示，具体制备方法与实例1基本相似，不同之处在于本例的蔗渣灰以掺量15％代替部分水泥。
实施例3
本实施例为本发明所述的蔗渣灰混凝土的制备方法的再一个实例，不同之处在于各组分及其相应的质量份数如表1所示，蔗渣灰在400℃高温下锻烧处理1h，自然冷却。将冷却后的蔗渣灰原料添加其质量份数0.05％三异丙醇胺(TIPA)，在球磨机中研磨至45μm筛余量低于5％,此时制备的蔗渣灰的比表面积为1250m2/kg，同时养护方法采用热固化养护处理，此例的蔗渣灰以掺量10％代替部分水泥。
实施例4
本实施例为本发明所述的蔗渣灰混凝土的制备方法的又一个实例，不同之处在于各组分及其相应的质量份数如表1所示，具体制备方法与实例3基本相似，不同之处在于本例的蔗渣灰以掺量20％代替部分水泥。
对比例1
本实施例为传统普通混凝土的制备方法，作为实施例1-2的对比例，各组分及其相应的质量份数如表1所示。
对比例2
本实施例为传统普通混凝土的制备方法，作为实施例3-4的对比例，各组分及其相应的质量份数如表1所示。
表1 各组分原料及其相应的质量份数
蔗渣灰 水泥 砂 石 水 减水剂
实例1 10 90 150 300 53 1
实例2 15 85 150 300 53 1
实例3 10 90 130 160 30 1
实例4 20 80 130 160 30 2
对比例1 0 100 150 300 53 1
对比例2 0 100 130 160 30 1
实施例1-4及对比例1-2所述的混凝土制品的性能如表2所示：
表2 混凝土制品的性能表
由上述的检测结果可知，本发明制备得的蔗渣灰混凝土与传统的普通混凝土相比，抗压强度均有所提高，尤其提高了混凝土的后期强度，表现出一定的优越性；同时混凝土的抗氯离子渗透性也有所增强，耐久性也有显著的提高。
上述仅对本发明较佳的具体实施方式进行了描述，并非因此而限制了本发明的专利范围，所属领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，凡是利用本发明的技术方案及其发明构思加以修改或变换，均在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种蔗渣灰混凝土，其特征在于，蔗渣灰混凝土原料成分按质量份数为：预处理后的蔗渣灰10-20份、水泥100份、砂100-250份、碎石150-300份、水30-55份、减水剂0.5-2份；预处理后蔗渣灰作为蔗渣灰混凝土原料，与砂、石、水、水泥、减水剂混合搅拌、浇筑、振捣，制得蔗渣灰混凝土制品，进一步采用标准固化养护和热固化养护中的一种进行养护。
2.根据权利要求1所述的蔗渣灰混凝土，其特征在于，预处理后的蔗渣灰比表面积高于350m2/kg且45μm筛余量低于10％。
3.根据权利要求1所述的蔗渣灰混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸，磺化萘系，木质素磺酸钠、亚硫酸钠、丹宁和糖钙减水剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的蔗渣灰混凝土的制备方法，其特征在于，通过如下步骤制备：
步骤一：将蔗渣灰在300-1000℃高温下煅烧1-4h，自然冷却，将冷却后的蔗渣灰原料添加其质量份数0.02％-0.2％的三异丙醇胺(TIPA)，在球磨机中研磨至比表面积高于350m2/kg且45μm筛余量低于10％，得到所需的蔗渣灰样品；
步骤二：将相应质量份数预处理后的蔗渣灰和水泥放入搅拌机中搅拌3-5min得到干拌混合物，与石子、砂子、水、减水剂进一步混合搅拌得到蔗渣灰混凝土制品；
步骤三：将步骤二中配置好的蔗渣灰混凝土倒入水泥模具中，将模具放置在振动台上震动3-5min，除去混凝土内部的气泡；
步骤四：将经过步骤三震动处理的蔗渣灰混凝土制品放置24h拆模，进一步采用标准固化养护和热固化养护中的一种进行养护。
5.根据权利要求4所述的蔗渣灰混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤一对蔗渣灰煅烧处理，去除其本身含有的水分，避免其相互之间由于水分而粘连，同时降低烧失量，减少含碳量，使蔗渣灰具有良好的品质。
6.根据权利要求4所述的蔗渣灰混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤二先让蔗渣灰与水泥进行拌和，然后再加其他混凝土组分，使蔗渣灰和水泥混合均匀。
7.根据权利要求4所述的蔗渣灰混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤四中热固化养护方式为，将制备的蔗渣灰混凝土放入加热箱中以100-200℃加热24h，然后进一步采用标准固化养护，加速混凝土的二次水化反应，提高早期强度。
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