CN110981335A - 一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法和使用方法 - Google Patents

一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法和使用方法 Download PDF

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    • C04B2111/343—Crack resistant materials

Abstract

本发明公开了一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法和使用方法，涉及胶凝材料技术领域，所述胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉2‑10％、粉煤灰20‑40％、矿渣粉20‑40％和减水剂1‑3％，其余末物质为水泥。本发明中，本制备方法在加工过程中既不产生有毒有害物质，也不涉及高温高压环境，既能增加加工区域的舒适度，又能减少对工作身体的损害，本发明通过水泥熟料粉磨和替代部分过细水泥对节能减排带来的环境效益，深入研究此“复合”水泥抗裂敏感性的效果和机理，并采用此“复合”水泥技术、与矿物掺合料复配技术等，配制抗裂性能优良、经济耐久的高性能混凝土凝胶材料。

Description

一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及一种胶凝材料技术领域，具体是一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法和使用方法。
背景技术
胶凝材料，又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。土木工程材料中，凡是经过一系列物理、化学变化能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料，亦称为胶凝材料。
但是现有技术中，随着胶凝材料科技的进步，胶凝材料的各方面性能指标得到了很大的提高，现今胶凝材料中早强组分越来越多，细度又没有设定上限，导致水化热增大，抗裂性、抗腐蚀性越来越差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法和使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，所述胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉2-10％、粉煤灰20-40％、矿渣粉20-40％和减水剂1-3％，其余末物质为水泥。
作为本发明进一步的方案：所述水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
作为本发明再进一步的方案：制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将所述水泥进行磨制；
步骤三：再将所述石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出所述胶凝材料。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积分别为200m2/kg、250m2/kg、300m2/kg和350m2/kg。
作为本发明再进一步的方案：一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，所述使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将所述胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对所述高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，所述步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本制备方法在加工过程中既不产生有毒有害物质，也不涉及高温高压环境，既能增加加工区域的舒适度，又能减少对工作身体的损害，本发明通过粗磨水泥，适当增加水泥中25～60μm及>60μm粗颗粒比例，同时延展水泥颗粒粒度范围，形成粗细颗粒分布合理，水泥水化过程持续有效的“复合”水泥技术，并论证采用此种技术在水泥熟料粉磨和替代部分过细水泥对节能减排带来的环境效益，深入研究此“复合”水泥抗裂敏感性的效果和机理，并采用此“复合”水泥技术、与矿物掺合料复配技术等，配制抗裂性能优良、经济耐久的高性能混凝土凝胶材料。
具体实施方式
下面将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。
实施例一，一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉2％、粉煤灰20％、矿渣粉20％和减水剂1％，其余末物质为水泥。
水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将水泥进行磨制；
步骤三：再将石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出胶凝材料。
步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积为200m2/kg。
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
实施例二，一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉6％、粉煤灰30％、矿渣粉30％和减水剂2％，其余末物质为水泥。
水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将水泥进行磨制；
步骤三：再将石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出胶凝材料。
步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积为200m2/kg。
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
实施例三，一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉10％、粉煤灰40％、矿渣粉40％和减水剂3％，其余末物质为水泥。
水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将水泥进行磨制；
步骤三：再将石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出胶凝材料。
步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积为200m2/kg。
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
实施例四，一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉6％、粉煤灰30％、矿渣粉30％和减水剂2％，其余末物质为水泥。
水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将水泥进行磨制；
步骤三：再将石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出胶凝材料。
步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积为250m2/kg。
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
实施例五，一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉6％、粉煤灰30％、矿渣粉30％和减水剂2％，其余末物质为水泥。
水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将水泥进行磨制；
步骤三：再将石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出胶凝材料。
步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积为300m2/kg。
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
实施例六，一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉6％、粉煤灰30％、矿渣粉30％和减水剂2％，其余末物质为水泥。
水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将水泥进行磨制；
步骤三：再将石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出胶凝材料。
步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积为350m2/kg。
一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
硅酸盐水泥熟料及天然二水石膏磨制四个细度的水泥，比表面积分别为：200m2/kg、250m2/kg、300m2/kg、350m2/kg，掌握其颗粒级配，并测算实际生产四种水泥的能源消耗情况，同时通过激光粒度仪分析四种水泥的中25～60μm及>60μm粗颗粒占比情况，依照胶凝材料的最佳颗粒级配理论，即Fuller级配理论，比选出粗细颗粒级配最恰，最接近颗粒最大堆积密度的复配方式，并尽量扩大复合后水泥颗粒的分布范围，实现水泥颗粒参与水化反应的短期和长期持续稳定，即性能最优的“复合”水泥。
参考现行标准规范要求采用0.50及高性能混凝土常用的0.35水胶比，按水泥净浆圆环法，测试“复合”水泥的抗裂敏感性，并测试水泥胶砂的收缩率，充分掌握水泥熟料中25～60μm及>60μm粗颗粒含量与“复合水泥”抗裂性能及收缩的规律，同时，研究在上述情况下水泥胶砂短期及长期力学性能的发展，为实际应用“复合”水泥奠定基础，得到抗裂性能最优的“复合”胶凝材料，将应用当下的高性能混凝土当中，明晰使用效果设计0.40、0.35、0.30、0.25四个水胶比，应用相同细度的粗磨磨制水泥及最优“复合”水泥配置高性能混凝土，研究不同水胶比下粗磨混凝土凝胶材料的水化热、早期自生收缩、早期抗裂性能及力学性能。
在0.35、0.25水胶比下，粉煤灰、矿渣粉均设计三个掺量水平(20％、30％、40％)，研究不同掺量下单掺磨细粉煤灰的“复合”胶凝材料混凝土、单掺磨细矿渣粉的“复合”胶凝材料混凝土、磨细粉煤灰和磨细矿渣复配的“复合”胶凝材料混凝土的水化热、早期自生收缩、早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (7)

1.一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，所述胶凝材料包括如下质量百分比的原料：石灰石粉2-10％、粉煤灰20-40％、矿渣粉20-40％和减水剂1-3％，其余末物质为水泥。
2.根据权利要求1所述的一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏的混合物，天然二水石膏为水泥总质量的3.5％。
3.根据权利要求1所述的一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，其特征在于：制备方法步骤如下所示：
步骤一：首先按照质量百分比将原料进行称量配比，留以备用；
步骤二：然后将所述水泥进行磨制；
步骤三：再将所述石灰石粉、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和磨制后的水泥放置于搅拌桶内进行搅拌，即制备出所述胶凝材料。
4.根据权利要求3所述的一种新型混凝土抗裂胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二磨制后的硅酸盐水泥熟料和天然二水石膏比表面积分别为200m2/kg、250m2/kg、300m2/kg和350m2/kg。
5.一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，使用方法步骤如下所示：
步骤1：在不同的水胶比下，将所述胶凝材料与混凝土进行混合配制，得到高性能混凝土；
步骤2：再对所述高性能混凝土在不同龄期下分别进行水化热和早期自生收缩测试，并记录测试数值；
步骤3：根据记录测试数值对早期抗裂性能、受压弹性模量及力学性能分析。
6.根据权利要求5所述的一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，其特征在于：所述步骤2中的不同龄期分别为3d、7d、14d、28d、60d和90d。
7.根据权利要求6所述的一种新型混凝土抗裂胶凝材料的使用方法，其特征在于：所述步骤2中的水化热性能测试采用水化热测定仪进行测试，所述步骤2中的早期自生收缩测试采用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试。
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