CN111825403A - 一种绝热温升低耐久性好大掺量活化磷渣粉碾压混凝土 - Google Patents

一种绝热温升低耐久性好大掺量活化磷渣粉碾压混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绝热温升低耐久性好大掺量活化磷渣粉碾压混凝土，包括质量百分比计的水泥：80份；粉煤灰：20‑120份；活化磷渣粉：20‑100份；水：100份；机制砂：740份；碎石：1430份；减水剂：2份；引气剂：0.15份；氧化镁：12份。所述活化磷渣粉是由活化剂与磷渣粉按0.5:10质量比混合均匀后经球磨机研磨1h而成，其中：活化剂成分包括：电石渣、硫酸铝渣、赤泥、石膏、无水硫铝酸钙矿物、纤维素醚，随着磷渣粉的掺入有利于改善混凝土的密实性，提高了混凝土的耐久性，磷渣掺量大同时满足工程实际生产、施工需求、耐久性好的碾压混凝土，28d绝热温升值磷渣粉的要比单掺粉煤灰低的多。

Description

一种绝热温升低耐久性好大掺量活化磷渣粉碾压混凝土
技术领域
本发明涉及机制砂混凝土技术领域，具体而言，涉及一种绝热温升低耐久性好大掺量活化磷渣粉碾压混凝土。
背景技术
碾压混凝土施工速度快，粗骨料的使用量大而集中，而且骨料品质要求是整个建筑行业中要求是最为严格的，其中以碾压混凝土细骨料的品质要求为最高，因此细骨料的调研和选择直接影响碾压混凝土施工的连续性。目前制备碾压混凝土存在以下问题：
一是来自石料场开采的石料质量差、储量少，生产出来的人工砂无论从质量上还是数量上都不能满足施工要求；
二是周边地区缺少足够的能满足大坝大方量连续施工的人工砂，而且大部分人工砂级配不佳，粗颗粒和石粉含量偏多，级配断层，不能满足碾压混凝土施工要求；
三是由于施工地理位置偏僻，导致水泥、粉煤灰、碎石等大宗外购材料运输困难，增加了成本；
四是如果采用下游河砂，其资源丰富，但但由于河砂长期受水流冲刷和自然沉积作用，石粉含量流失严重，粗状颗粒较多，级配不良，石粉含量仅为2％～3％，细度模数Mx较高，最高达到了3.8，已经超出规范要求，不用直接用于拌制大坝混凝土，需进行处理；
五是砂中具有较高的石粉含量能显著提高碾压混凝土的液化泛浆、可碾性、层间结构、抗骨料分离等性能，由于河砂的石粉含量偏低，对碾压混凝土拌和物质量影响很大。可通过河砂外掺石粉的技术措施提高砂的石粉含量，但石粉和河砂的掺合工艺复杂，掺合质量难以保证；另一方面，根据配合比试验结果每方混凝土的石粉用量缺口137kg,即共需石粉2.74万t，经砂石料市场调查，石粉供应量困难。
中国专利CN100450964C公开了一种用于碾压混凝土坝的微坍落度混凝土及其施工方法，其由水泥、粉煤灰、粗骨料、细骨料、缓凝高效减水剂、引气剂和水配制而成，该混凝土与常规混凝土相比添加了胶凝材料使混凝土的坍落度有很大的改善，但其绝热温升高、耐久性等性能不佳。中国专利申请CN101168482A公开了一种碾压高性能混凝土及其制备方法，其由胶凝材料、骨料、水和外加减水剂制成，该混凝土及制备方法很好的解决了混凝土耐久性不够的问题，但其配方中使用了大量的粉煤灰，提高了混凝土的制备成本。且采用该处方和工艺制备得到的混凝土的抗压抗折性能也不理想、水化热值大等问题。因此研究新型适合现有水利水电必需的低绝热温升、高耐久性的碾压混凝土是十分必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种低绝热温升高耐久性大掺量活化磷渣粉碾压混凝土，以解决现有技术碾压混凝土的原料人工砂质量、数量不能满足要求、碾压混凝土绝热温升高、耐久性不好和磷渣掺量低的问题。
本发明的技术方案是：一种低绝热温升高耐久性大掺量活化磷渣粉碾压混凝土，以质量百分比计，包括：水泥：80份；粉煤灰：20-120份；活化磷渣粉：40～100份；水：100份；机制砂：740份；碎石：1430份；减水剂：2份；引气剂：0.15份；氧化镁：12份。
进一步的，所述粉煤灰的粒径小于90μm。
进一步的，所述活化磷渣粉是由活化剂与磷渣粉按0.5:10质量比混合均匀后经球磨机研磨1h而成，其中：活化剂成分包括：电石渣、硫酸铝渣、赤泥、石膏、无水硫铝酸钙矿物、纤维素醚；质量比为：电石渣：硫酸铝渣：赤泥：石膏：无水硫铝酸钙矿物：纤维素醚＝0.20:0.25:0.1:0.1:0.3:0.05。活化剂中电石渣、硫酸铝渣、赤泥、石膏、无水硫铝酸钙矿物都是各种工业废渣，不含化学激发剂，对水泥水化和混凝土的耐久性没有负面影响，各种矿物在水泥水化过程中提供水化所需的碱性条件和提供水化所需的氢氧化物、矿物间的颗粒的镶嵌紧密减少了粉料之间的空隙，减少混凝土拌合用水，降低了混凝土的水化热、增加了混凝土界面过渡区的密实度。同时加入纤维素醚可以增加界面耦合效应，增加骨料与胶凝材料之间的机械咬合力，保证了混凝土强度、耐久性。
进一步的，所述机制砂为中砂，细度模数为2.9～3.0、石粉含量＜18％、干密度为2.65-2.70Kg/m3。
进一步的，所述碎石由粒径5-20mm的小石、粒径20-40mm的中石、粒径40-80mm的大石按质量比0.35:0.35:0.3混合而成。
进一步的，所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。
进一步的，所述引气剂为松香树脂类、烷基苯磺酸盐类松香树脂类、烷基苯磺酸盐类中的至少一种。
一种低绝热温升高耐久性大掺量活化磷渣粉碾压混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：依次将每盘所需的水泥、粉煤灰、活化磷渣粉、氧化镁称量准确后用工具搅拌均匀；
步骤二：将外加剂缓慢加入水中，搅拌2-3min直至外加剂完全溶解在水中；
步骤三：将机制砂、碎石、引气剂、氧化镁和减水剂混合溶液加入搅拌机中，搅拌2～3min，得到碾压混凝土。
本发明的有益效果是：
1、本发明将活化磷渣粉作为碾压混凝土掺合料的一部分或者全部，活化磷渣粉可与粉煤灰一样发挥形态效应和微集料效应，填充空隙和包裹砂料表面，利用活化磷渣粉在碾压混凝土中起到填料的作用，不同粒径的颗粒相互填充空间，作为掺合料起到改善碾压混凝土的工作性的作用，提高碾压混凝土的密实性，使碾压混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性、抗裂性，提高混凝土的强度及断裂韧性，改善施工层面的胶粘性能，减少胶凝材料用量。
2、本发明合理利用磷渣粉中细小颗粒，使碾压混凝土拌合物和易性更佳，其非活性材料性能可降低碾压混凝土水化热温升，降低绝热温升，减小混凝土开裂风险。本发明中把活化磷渣粉作为碾压混凝土的掺合料应用，拓宽了掺合料的领域，简化了制砂工艺，降低了能耗，利于环保，操作简便。
具体实施方式
一种低绝热温升高耐久性大掺量活化磷渣粉碾压混凝土按以下步骤制备：
步骤一：按实施例1-3和对比实施例称取各原料，依次将每盘所需的水泥、粉煤灰、活化磷渣粉、氧化镁称量准确后用工具搅拌均匀，实施例混凝土水胶比为0.5，砂率为34；碎石由粒径5-20mm的小石、粒径20-40mm的中石、粒径40-80mm的大石按质量比0.35:0.35:0.3混合而成。
步骤二：将外加剂缓慢加入水中，搅拌2-3min直至外加剂完全溶解在水中；
步骤三：将机制砂、碎石、引气剂、氧化镁和减水剂混合溶液加入搅拌机中，搅拌2～3min，得到碾压混凝土。
表1 实施例1-3及对比实施例成分表
Figure BDA0002613996900000041
Vc值是用于表征碾压混凝土的工作性，从上表可以看出活化磷渣粉的掺入与单掺粉煤灰相比，随着磷渣粉掺入从Vc值可以看出活化磷渣粉的掺入对碾压混凝土的工作性没有造成不利的影响。含气量是用于表征混凝土拌合物中混合料的含气量，含气量在3％-4％范围内对碾压混凝土的抗冻性能有着积极的作用；从上表中数据显示含气量没有随着磷渣粉掺入发生较大的变化。容重表征的是拌合物紧密堆积密度，容重越大说明拌合物越密实。从上表可以看出随着磷渣粉的掺入有利于改善混凝土的密实性，提高了混凝土的耐久性。
表2 碾压混凝土力学性能检测结果
Figure BDA0002613996900000042
表3 碾压混凝土耐久性检测结果
Figure BDA0002613996900000051
表4 碾压混凝土绝热温升实验结果
Figure BDA0002613996900000052
从以上表格中可以看出，在0.50水胶比下，以活化磷渣粉取代部分粉煤灰或者全部取代，碾压混凝土28d和90d龄期的抗压强度、劈裂强度与单掺粉煤灰的混凝土较为接近，但180d龄期的抗压强度随磷渣粉掺量的增加而增加。尤其在极限拉伸方面，活化磷渣粉的对于极限拉伸的贡献要大于粉煤灰。28d绝热温升值磷渣粉的要比单掺粉煤灰低的多。从自身体积变形数据可以看出随着磷渣粉的掺入变形量减小了，说明混凝土内部密实、空隙少。抗渗实验的渗水高度磷渣粉的渗水高度没有粉煤灰的高，也能佐证磷渣粉的掺入比单掺粉煤灰混凝土内部更加密实。相比普通混凝土磷渣粉的掺量仅为3-5％，使用活化磷渣掺量为60％是可以制备满足工程实际生产、施工需求、耐久性好的碾压混凝土。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种绝热温升低耐久性好大掺量活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，以质量百分比计，包括：水泥：80份；粉煤灰：20-120份；活化磷渣粉：40～100份；水：100份；机制砂：740份；碎石：1430份；减水剂：2份；引气剂：0.15份；氧化镁：12份。
2.根据权利要求1所述的活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的粒径小于90μm。
3.根据权利要求1所述的活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，所述活化磷渣粉是由活化剂与磷渣粉按0.5:10质量比混合均匀后经球磨机研磨1h而成，其中：活化剂成分包括：电石渣、硫酸铝渣、赤泥、石膏、无水硫铝酸钙矿物、纤维素醚；质量比为：电石渣：硫酸铝渣：赤泥：石膏：无水硫铝酸钙矿物：纤维素醚＝0.2:0.25:0.1:0.1:0.3:0.05。
4.根据权利要求1所述的活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，所述机制砂为中砂，细度模数为2.8～3.0、石粉含量＜18％、干密度为2.65-2.70kg/m3。
5.根据权利要求1所述的活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，所述碎石由粒径5-20mm的小石、粒径20-40mm的中石、粒径40-80mm的大石按质量比0.35:0.35:0.3混合而成。
6.根据权利要求1所述的活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的活化磷渣粉碾压混凝土，其特征在于，所述引气剂为松香树脂类、烷基苯磺酸盐类松香树脂类、烷基苯磺酸盐类中的至少一种。
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