CN111732381A - 一种磷渣粉混凝土的制备方法 - Google Patents

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周涛
吴海波
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李明亮
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Abstract

本发明公开了一种磷渣粉混凝土的制备方法，所述的磷渣粉混凝土包括单方用量kg/m3：水泥180‑260、球状火山灰质胶凝材料20‑40、磷渣粉60‑120、硅质火山灰胶凝材料20‑40、石灰石粉20‑40、机制砂800‑980、碎石900‑1000、1#外加剂8‑12、2#外加剂0‑1.5和水160‑165。本发明采用大量磷渣粉取代水泥，减少水泥用量，降低环境污染；通过外加剂的组份对磷渣粉混凝土的凝结时间进行控制，同时利用石灰石粉对磷渣粉的水化进行晶核诱导，加快了磷渣粉的水化反应；掺入硅质火山灰胶凝材料保证混凝土早期强度，利用球状火山灰质胶凝材料改善混凝土工作性能。本发明解决了磷渣粉掺量低、掺量过高出现缓凝、早期强度低等缺点，具有大范围推广的意义。

Description

一种磷渣粉混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑建材混凝土领域，具体提供了一种磷渣粉混凝土的制备方法。
背景技术
磷渣是电炉制取黄磷过程中产生的一种工业废渣，以硅酸钙为主要成分的熔融物。通常每生产一吨黄磷，大约产生8～10吨磷渣，为了减少磷渣对环境的污染，现有技术中，常将磷渣作为掺合料用于水泥或混凝土中。因为磷渣粉中的P2O5会使混凝土发生缓凝现象，预拌混凝土等常规混凝土中的磷渣粉用量较低，用量在50kg/m3以下；导致磷渣的资源化利用进展缓慢，增加磷渣的利用率仍然是目前亟需解决的难题。
现有技术专利申请号201310326531.5《一种磷渣自密实混凝土及其浇筑施工方法》，并未对缓凝现象采取相应措施，同时砂采用的是磷渣砂，存在一定的局限性，无法大规模推广应用，专利申请号201711204069.6《一种混凝土的制备方法》采用的是磷石膏作为激发剂来激发磷渣粉的活性，磷石膏也同样存在P2O5，也会加剧混凝土缓凝现象，专利申请号201310720258.4《改性磷渣粉及利用该磷渣粉制备的混凝土及混凝土的制法》先用激发剂对磷渣粉进行改性、激发，改性成本较高不利于全面推广使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：设计一种磷渣粉混凝土的制备方法，采用大量磷渣粉取代水泥，减少水泥用量，降低环境污染；同时，解决大掺量磷渣粉混凝土凝结时间过长、早期强度偏低、和易性不佳等技术难题；增加磷渣粉的利用率，降低磷渣粉的利用成本，从而促进磷渣粉的大范围、大掺量应用。
本发明的技术方案是：一种磷渣粉混凝土的制备方法，一种磷渣粉混凝土的制备方法，该混凝土的成分和配方如下：
Figure BDA0002011148980000011
Figure BDA0002011148980000021
制备方法：将石灰岩碎石、机制砂、水泥、矿物掺合料和水放入搅拌锅，搅拌10-120s，然后1#将外加剂与2#外加剂同时加入搅拌锅，搅拌3-5min，即可得到所述磷渣粉混凝土。
优选的，所述水泥采用P.O 42.5水泥，28d抗压强度≥42.5MPa。
优选的，所述球状火山灰质胶凝材料为F类Ⅱ级粉煤灰、微珠和漂珠中的一种，比表面积≥1500m2/kg。
优选的，所述磷渣粉为L70级磷渣粉，其SiO2、Al2O3和CaO总含量≥85％，比表面积为450～800m2/kg。
优选的，所述硅质火山灰胶凝材料包括普通硅灰、加密硅灰中的一种或两种，比表面积≥20000m2/kg，SiO2含量≥85％。
优选的，所述机制砂为石灰石机制砂，细度模数为2.8-3.0，MB值≤1.2。
优选的，所述碎石为石灰岩碎石，粒径为5-31.5mm。
优选的，所述石灰石粉，比表面积为450～800m2/kg。
优选的，所述外加剂1为聚羧酸减水剂，不含缓凝成份，减水率≥25％。
优选的，所述外加剂2为缓凝剂，主要为葡萄糖酸钠、柠檬酸中的一种或两种。
本发明的原理是：采用大量磷渣粉取代水泥，减少水泥用量，降低环境污染；通过外加剂的组份对磷渣粉混凝土的凝结时间进行控制，少掺或者不掺缓凝剂；同时，利用石灰石粉对磷渣粉的水化进行晶核诱导，加快了磷渣粉的水化反应；掺入硅质火山灰胶凝材料保证混凝土早期强度，利用球状火山灰质胶凝材料改善混凝土工作性能。磷渣粉中的P2O5会使混凝土发生缓凝现象，故外加剂的缓凝成分及其加入量最为关键。本发明通过上述技术手段解决了磷渣粉掺量低、掺量过高出现缓凝、早期强度低等缺点，具有大范围推广的意义。
本发明与现有技术性比具有如下有益效果：
1、本发明所述磷渣粉混凝土，增加磷渣粉掺量能有效解决了现有技术磷渣粉掺量小，对处理磷渣固废效果不明显的问题；
2、本发明通过调整外加剂组份控制磷渣粉混凝土凝结时间，以及利用石灰石粉对磷渣粉的水化进行晶核诱导，加快了磷渣粉的水化反应，解决了大掺量磷渣粉混凝土凝结时间过长的难题；
3、本发明通过掺入硅质火山灰胶凝材料保证混凝土早期强度，利用球状火山灰质胶凝材料改善混凝土工作性能。以及硅质火山灰胶凝材料、球状火山灰质胶凝材料、磷渣粉、石灰石粉的复合效应增加混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能等；
具体实施方式
为使本发明的内容、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于说明本发明，而本发明不仅限于以下实施例。
实施例1：一种磷渣粉混凝土的制备方法，该混凝土的配比和性能如下所示：
Figure BDA0002011148980000031
制备方法：采用常规的混凝土制备方法，将石灰岩碎石、机制砂将水泥、矿物掺合料和水放入搅拌锅，搅拌10-120s，最后将1#外加剂与2#外加剂加入搅拌锅，搅拌3-5min即可得到所述磷渣粉混凝土。所制备的混凝土检测性能为：坍落度225mm，扩展度550mm，初凝时间10h，15min，终凝时间14h20min，7d抗压强度25.9MPa，28d抗压强度35.6MPa。
实施例2：
一种磷渣粉混凝土的制备方法，该混凝土的单方用量配比和性能如下所示：
Figure BDA0002011148980000032
Figure BDA0002011148980000041
制备方法：采用常规的混凝土制备方法，将石灰岩碎石、机制砂将水泥、矿物掺合料和水放入搅拌锅，搅拌10-120s，最后将1#外加剂与2#外加剂同时加入搅拌锅，搅拌3-5min即可得到所述磷渣粉混凝土。所制备的混凝土检测性能为：坍落度230mm，扩展度560mm，初凝时间11h5min，终凝时间14h50min，7d抗压强度28.7MPa，28d抗压强度41.3MPa。
实施例3：
一种磷渣粉混凝土的制备方法，该混凝土的单方用量配比和性能如下所示：
Figure BDA0002011148980000042
制备方法：采用常规的混凝土制备方法，将石灰岩碎石、机制砂、水泥、矿物掺合料和水放入搅拌锅，搅拌10-120s，最后将1#外加剂加入搅拌锅，搅拌3-5min即可得到所述磷渣粉混凝土。所制备的混凝土检测性能为：坍落度235mm，扩展度575mm，，初凝时间11h25min，终凝时间15h10min，7d抗压强度33.5MPa，28d抗压强度47.7MPa。

Claims (10)

1.一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于：该混凝土的成分和配方如下：
Figure FDA0002011148970000011
制备方法：将石灰岩碎石、机制砂、水泥、矿物掺合料和水放入搅拌锅，搅拌10-120s，然后1#将外加剂与2#外加剂同时加入搅拌锅，搅拌3-5min，即可得到所述磷渣粉混凝土。
2.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述水泥采用P.O42.5水泥，28d抗压强度≥42.5MPa。
3.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述球状火山灰质胶凝材料为F类Ⅱ级粉煤灰、微珠和漂珠中的一种，比表面积≥1500m2/kg。
4.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述磷渣粉为L70级磷渣粉，其SiO2、Al2O3和CaO总含量≥85％，比表面积为450～800m2/kg。
5.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述硅质火山灰胶凝材料包括普通硅灰、加密硅灰中的一种或两种，比表面积≥20000m2/kg，SiO2含量≥85％。
6.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述机制砂为石灰石机制砂，细度模数为2.8-3.0，MB值≤1.2。
7.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述碎石为石灰岩碎石，粒径为5-31.5mm。
8.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述石灰石粉，比表面积为450～800m2/kg。
9.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述外加剂1为聚羧酸减水剂，不含缓凝成份，减水率≥25％。
10.按照权利要求1所述的一种磷渣粉混凝土的制备方法，其特征在于，所述外加剂2为缓凝剂，主要为葡萄糖酸钠、柠檬酸中的一种或两种。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112456908A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 中建西部建设贵州有限公司 一种使用石灰石粉的机制砂清水混凝土及其制备方法
CN114276083A (zh) * 2021-12-25 2022-04-05 郴州中祁工程材料有限公司 一种含废磷渣的环保混凝土及其制备方法

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