CN111187017A - 一种多孔活性内养护掺和料 - Google Patents

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谭盐宾
谢永江
肖颂新
李林香
岳成军
郑永杰
王浩
吴俊杰
李康
葛昕
王琳
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China Railway International Co Ltd
China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • C04B40/0042Powdery mixtures
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明涉及一种多孔活性内养护掺和料,该掺和料主要包括天然微孔掺和料组分和增强型掺和料组分,按重量份计,主要由以下原材料组合而成:煅烧硅藻土5~10份、沸石粉10~20份、浮石粉20~40份、超细矿渣粉30~65份。本发明通过充分发挥不同粒径多孔矿物掺和料在胶凝材料水化过程的吸水与释水功能和超细矿物掺和料的填充效应与二次水化活性效应之间的协同作用,实现混凝土塑性收缩和开裂显著降低、长期力学性能和耐久性能明显改善。

Description

一种多孔活性内养护掺和料
技术领域:
本发明属于建筑工程材料技术领域,具体涉及一种多孔活性内养护掺和料。
背景技术:
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标,针对其不同用途要求,主要对混凝土的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济型等重点予以保证。各行业自2005年以来陆续颁布指南或暂行技术条件等,以指导高性能混凝土的推广应用,提升混凝土行业技术水平,确保工程质量,延长建筑物使用寿命,降低工程全寿命周期的综合成本。为实现混凝土高性能,多采用优质矿物掺合料和外加剂、较低的水胶比和合理胶凝材料用量等技术。在混凝土凝结硬化过程中,混凝土中水分蒸发及胶凝材料的水化消耗了大量的水分,导致混凝土中毛细管压力增加,很大程度上会引起混凝土塑性收缩增加。高活性矿物掺合料的二次水化反应又需要更多的水分,加剧了混凝土的自干燥收缩,因而,高性能混凝土的养护是十分必要的。高效的内养护可以缓解混凝土内部湿度的降低,促进水泥水化及矿物掺合料的二次水化,提高混凝土的强度和耐久性,并在一定程度上能够解决高性能混凝土收缩开裂问题。
专利“一种水泥基材料内养护剂及其制备和应用”(CN 106007539 A)公布的内养护剂主要将天然沸石磨细,经高温煅烧后的预吸水多孔沸石粉适量替代水泥基材料中的石英砂来实现混凝土的自养护。专利“一种含天然沸石粉的混凝土及其制备方法”(CN109437707 A)公布的混凝土中掺入9~14份200~250目粒径的沸石粉,以改善混凝土的保水性、增加粘聚性、减少混凝土的经时损失等。专利“一种用于机场道面的掺内养护剂及其制备方法”(CN 107963822 A)公布的内养护剂中含有改性硅藻土是由硅藻土通过环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚醚和聚异丁烯改性得到,可实现混凝土内养护时间长达5年以上。众多专利中公布的内养护剂主要包含吸水树脂、陶粒、多孔沸石粉、改性硅藻土等,采用多种措施充分发挥了其内养护的功能,而作为高性能混凝土的重要组成部分——矿物掺和料对混凝土长期力学性能和耐久性能的改善尤为突出,而如何有效结合和发挥多孔铝硅酸盐矿物的养护及二次水化功能,实现混凝土高效内养护与力学性能和耐久性能优化的内养护掺和料尚未提出。
发明内容:
针对现有专利和文献中内养护技术的现状,结合天然沸石、天然浮石、硅藻土等多孔矿物的孔结构特征和活性化学组成,通过充分发挥不同粒径多孔矿物掺和料在胶凝材料水化过程的吸水与释水功能和超细矿物掺和料的填充效应与二次水化活性效应之间的协同作用,实现掺和料的内养护。
为了实现上述目的,该发明的技术方案:一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,该掺和料主要包括天然微孔掺和料组分和增强型掺和料组分,按重量份计,主要由以下原材料组合而成:煅烧硅藻土5~10份、沸石粉10~20份、浮石粉20~40份、超细矿渣粉30~65份。
上述一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,浮石粉由天然浮石磨细而成,浮石粉比表面积为50~150m2/kg。
上述一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,沸石粉由天然沸石磨细而成,沸石粉比表面积为150~300m2/kg。
上述一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,煅烧硅藻土是经过600~800℃高温煅烧后磨细而成,煅烧硅藻土比表面积大于50000m2/kg。
上述一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,超细矿渣粉采用S105级矿渣粉磨细而成,超细矿渣粉比表面积为800~1200m2/kg。
上述一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,制备混凝土时多孔活性内养护掺和料掺量宜为胶凝材料总量的10~20%,掺多孔活性内养护掺和料的混凝土单方用水量应按照该掺和料质量的15%~40%增加。
本发明所述的一种多孔活性内养护掺和料的使用可以有效降低混凝土的塑性收缩和单位面积内开裂面积、提高混凝土长期力学性能和耐久性能。具体而言,改内养护掺和料的使用可以实现混凝土1d塑性收缩降低≥30%,混凝土开裂面积降低≥50%,混凝土90d抗压强度比≥110%,90d电通量比≤90%。
具体实施方式:
下面通过实施例,对本发明的技术方案做进一步的具体说明。
实施例1:
本发明实施例提供了一种多孔活性内养护掺和料,具体组成如下:煅烧硅藻土10份、沸石粉20份、浮石粉30份、超细矿渣粉40份,沸石粉比表面积为208m2/kg、浮石粉比表面积为113m2/kg、煅烧硅藻土比表面积为52000 m2/kg、超细矿渣粉比表面积为790 m2/kg。
采用不掺本发明所述内养护掺和料的混凝土作为基准进行试验,该试验中内养护掺和料的掺量为胶凝材料总量的15%,单方用水量增加内养护掺和料用量的30%,混凝土配合比如下表所示。
试验原材料包括:金隅P·O42.5水泥;粉煤灰为山东聊城电厂级灰;河砂,细度模数为2.6;级配碎石,颗粒粒径5~20mm连续级配;减水剂为河北某公司生产的聚羧酸减水剂。
实施例2:
改变实施例1中不同组分的比例,具体组成如下:煅烧硅藻土10份、沸石粉15份、浮石粉25份、超细矿渣粉50份,沸石粉比表面积为208m2/kg、浮石粉比表面积为113m2/kg、煅烧硅藻土比表面积为52000 m2/kg、超细矿渣粉比表面积为790 m2/kg。
采用不掺本发明所述内养护掺和料的混凝土作为基准进行试验,该试验中内养护掺和料的掺量为胶凝材料总量的20%,单方用水量增加内养护掺和料用量的20%,混凝土配合比如下表所示。
试验原材料包括:金隅P·O42.5水泥;粉煤灰为山东聊城电厂级灰;河砂,细度模 数为2.6;级配碎石,颗粒粒径5~20mm连续级配;减水剂为河北某公司生产的聚羧酸减水剂。
编号 水泥 粉煤灰 内养护掺和料 减水剂
基准2 320 80 / 746 1110 140 3.8
实施例2 320 / 80 746 1110 156 3.8
上述实施例1和2中,制备得到的混凝土的性能如下:
实施例1和2中采用的内养护掺和料的组分相同,但各组分的比例及在混凝土中的掺量不同,通过分别对比实施例1和基准1、实施例2和基准2可知,混凝土在坍落度(160±10mm)和含气量(6%~7%)相当条件下,混凝土1d塑性收缩降低≥30%,混凝土开裂面积降低≥50%,混凝土90d抗压强度比≥110%,90d电通量比≤90%。该掺和料的使用可以有效提高混凝土的体积稳定性和抗裂性能,并改善了混凝土的长期力学性能和耐久性能。

Claims (6)

1.一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,该掺和料主要包括天然微孔掺和料组分和增强型掺和料组分,按重量份计,主要由以下原材料组合而成:煅烧硅藻土5~10份、沸石粉10~20份、浮石粉20~40份、超细矿渣粉30~65份。
2.根据权利要求1所述的一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,其特征在于,浮石粉由天然浮石磨细而成,浮石粉比表面积为50~150m2/kg。
3.根据权利要求1所述的一种多孔活性内养护掺和料,沸石粉由天然沸石磨细而成,沸石粉比表面积为150~300m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,煅烧硅藻土是经过600~800℃高温煅烧磨细而成,煅烧硅藻土比表面积大于50000m2/kg。
5.根据权利要求1所述的一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,超细矿渣粉采用S105级矿渣粉磨细而成,超细矿渣粉比表面积为800~1200m2/kg。
6.根据权利要求1所述的一种多孔活性内养护掺和料,其特征在于,制备混凝土时多孔活性内养护掺和料掺量宜为胶凝材料总量的10~20%,掺多孔活性内养护掺和料的混凝土单方用水量应按照该掺和料质量的15%~40%增加。
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