CN111978042A - 一种环保型复合快干高性能混凝土 - Google Patents

一种环保型复合快干高性能混凝土 Download PDF

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Abstract

一种环保型复合快干高性能混凝土，由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥90～110份、硅灰42～55份、矿粉40～55份、水40～50份、骨料180～260份、钢纤维20～35份、外加剂2～5份、固化剂4～6份、复合填料剂10～25份；本发明通过合理配比，优选出外加剂和固化剂与硅酸盐水泥和骨料的配合，保持混凝土的强度、砼强度、坍落度，增加混凝土的自修复能力，同时，可采用长石废料、铁尾矿细粉等工业废料，提高对工业中所未能用到的材料废料的利用率，实现节约资源，低碳环保。

Description

一种环保型复合快干高性能混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别是一种环保型复合快干高性能混凝土。
背景技术
建筑工程中，普通混凝土一般由水泥、砂石和水等原料组成。在现代化城市建设中，现有的基础建设需要大规模地使用混凝土，同时也对混凝土的要求逐步提升。
混凝土作为被大量使用的基础建设材料，需要尽可能地使用其他工业中所未能用到的材料废料等，同时，使用到这些部分材料不能影响到混凝土的性能；因此，提高其他工业废弃物利用率的同时具有较好抗压强度、耐久性、强度等的混凝土正是目前混凝土行业中所待研究的。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种环保型复合快干高性能混凝土。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述混凝土由以下重量份数的原料制成：
硅酸盐水泥 90～110份；
硅灰 42～55份；
矿粉 40～55份；
水 40～50份；
骨料 180～260份；
钢纤维 20～35份；
外加剂 2～5份；
固化剂 4～6份；
复合填料剂 10～25份。
作为本发明的进一步改进：所述骨料采用花岗岩碎石、长石废料和混合砂中一种或多种。
作为本发明的进一步改进：所述花岗岩碎石粒径在2～5mm之间。
作为本发明的进一步改进：所述长石废料包括粉碎步骤，所述粉碎步骤包括称取长石废料，粉碎到粒径25～35mm之间，进行粉磨处理，粉磨至粒径至0.1mm，放入水中浸泡5～15天后过滤烘干，加入黏土混合后煅烧，冷却后粉碎至粒径5～30mm之间。
作为本发明的进一步改进：所述矿粉采用铁尾矿细粉在碱性条件下化学活化处理后得到的活性铁尾矿细粉。
作为本发明的进一步改进：所述化学条件为温度在20～125℃下1～10h。
作为本发明的进一步改进：所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、乙醇钠中至少一种。
作为本发明的进一步改进：所述铁尾矿细粉粒径在0.1～5mm之间。
作为本发明的进一步改进：所述外加剂为减水剂，所述减水剂为萘磺酸盐系高效减水剂，所述萘磺酸盐系高效减水剂由工业萘磺化后水解、缩合、中和后制成，属于阴离子表面活性剂，不会降低缓凝土强度。
作为本发明的进一步改进：所述固化剂为830固化剂。
作为本发明的进一步改进：所述固化剂为掺量为25～52％乳化OP-10的830固化剂。
作为本发明的进一步改进：所述复合填料剂为纳米复合填料，所述复合填料剂为钨酸铜或草酸铜中至少一种。
作为本发明的进一步改进：包括环保型复合快干高性能混凝土的制备方法，所述方法包含以下步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、水、骨料、钢纤维、外加剂、固化剂和复合填料剂；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、骨料、固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌2～6min；
3)将减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌3～7min；
4)加入钢纤维和复合填料剂继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过合理配比，优选出外加剂和固化剂与硅酸盐水泥和骨料的配合，保持混凝土的强度、砼强度、坍落度，增加混凝土的自修复能力，同时，可采用长石废料、铁尾矿细粉等工业废料，提高对工业中所未能用到的材料废料的利用率，实现节约资源，低碳环保。
具体实施方式
现结合实施例对本发明进一步说明：
在以下实施例中，硅灰的二氧化硅大于95％；固化剂选取的830固化剂的CAS号：9016-45-9。
实施案例一：
一种环保型复合快干高性能混凝土，由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥90份；硅灰42份；活性铁尾矿细粉40份；水40份；花岗岩碎石180份；钢纤维20份；萘磺酸盐系高效减水剂2份；830固化剂4份；钨酸铜12份。
包括以下制备步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、活性铁尾矿细粉、水、花岗岩碎石、钢纤维、萘磺酸盐系高效减水剂、830固化剂和钨酸铜；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、花岗岩碎石、830固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌6min；
3)将萘磺酸盐系高效减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌5min；
4)加入钢纤维和钨酸铜继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
其中，所述花岗岩碎石选取粒径在2～5mm之间，所述钢纤维长度为10mm，直径为0.15mm，固化剂为乳化OP-10掺量为20％的830固化剂。
所述活性铁尾矿细粉包括以下制备步骤：铁尾矿细粉在氢氧化钾50℃下化学活化反应8h，得到活性铁尾矿细粉。
实施案例二：
一种环保型复合快干高性能混凝土，由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥95份；硅灰47份；活性铁尾矿细粉43份；水44份；花岗岩碎石200份；钢纤维28份；萘磺酸盐系高效减水剂2份；830固化剂4份；钨酸铜18份。
包括以下制备步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、活性铁尾矿细粉、水、花岗岩碎石、钢纤维、萘磺酸盐系高效减水剂、830固化剂和钨酸铜；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、花岗岩碎石、830固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌5min；
3)将萘磺酸盐系高效减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌5min；
4)加入钢纤维和钨酸铜继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
其中，所述花岗岩碎石选取粒径在2～5mm之间，所述钢纤维长度为10mm，直径为0.15mm，固化剂为乳化OP-10掺量为30％的830固化剂。
所述活性铁尾矿细粉包括以下制备步骤：铁尾矿细粉在氢氧化钠65℃下化学活化反应9h，得到活性铁尾矿细粉。
实施案例三：
一种环保型复合快干高性能混凝土，由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥100份；硅灰52份；活性铁尾矿细粉53份；水48份；长石废料230份；钢纤维32份；萘磺酸盐系高效减水剂4份；830固化剂4份；钨酸铜12份。
包括以下制备步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、活性铁尾矿细粉、水、长石废料、钢纤维、萘磺酸盐系高效减水剂、830固化剂和钨酸铜；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、长石废料、830固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌4min；
3)将萘磺酸盐系高效减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌7min；
4)加入钢纤维和钨酸铜继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
其中，所述钢纤维长度为10mm，直径为0.15mm，固化剂为乳化OP-10掺量为40％的830固化剂。
所述活性铁尾矿细粉包括以下制备步骤：铁尾矿细粉在氢氧化钙80℃下化学活化反应10h，得到活性铁尾矿细粉。
所述长石废料包括以下处理步骤：所述粉碎步骤包括称取长石废料，粉碎到粒径25～35mm之间，进行粉磨处理，粉磨至粒径至0.1mm，放入水中浸泡5～15天后过滤烘干，加入黏土混合后煅烧，冷却后粉碎至粒径5～30mm之间。
实施案例四：
一种环保型复合快干高性能混凝土，由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥105份；硅灰53份；活性铁尾矿细粉53份；水48份；长石废料245份；钢纤维33份；萘磺酸盐系高效减水剂4份；830固化剂4份；钨酸铜18份。
包括以下制备步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、活性铁尾矿细粉、水、长石废料、钢纤维、萘磺酸盐系高效减水剂、830固化剂和钨酸铜；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、长石废料、830固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌5min；
3)将萘磺酸盐系高效减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌5min；
4)加入钢纤维和钨酸铜继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
其中，所述钢纤维长度为10mm，直径为0.15mm，固化剂为乳化OP-10掺量为45％的830固化剂。
所述活性铁尾矿细粉包括以下制备步骤：铁尾矿细粉在氢氧化钾80℃下化学活化反应5h，得到活性铁尾矿细粉。
所述长石废料处理方法如实施案例三中处理。
实施案例五：
一种环保型复合快干高性能混凝土，由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥100份；硅灰55份；活性铁尾矿细粉55份；水50份；混合砂260份；钢纤维35份；萘磺酸盐系高效减水剂5份；830固化剂5份；钨酸铜25份。
包括以下制备步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、活性铁尾矿细粉、水、混合砂、钢纤维、萘磺酸盐系高效减水剂、830固化剂和钨酸铜；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、混合砂、830固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌6min；
3)将萘磺酸盐系高效减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌5min；
4)加入钢纤维和钨酸铜继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
其中，所述混合砂为铁尾矿和天然砂按3:7的混合物，所述钢纤维长度为10mm，直径为0.15mm，固化剂为乳化OP-10掺量为50％的830固化剂。
所述活性铁尾矿细粉包括以下制备步骤：铁尾矿细粉在氢氧化钾70℃下化学活化反应8h，得到活性铁尾矿细粉。
对实施案例一～五制备的混凝土进行性能测试，结果如表1所示。
表1环保型复合快干高性能混凝土的性能测试结果
抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 修复率
实施案例一 51.2 25.6 6.2
实施案例二 52.4 23.5 7.4
实施案例三 51.8 24.3 7.8
实施案例四 53.2 23.6 8.4
实施案例五 52.8 24.2 8.8
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述混凝土由以下重量份数的原料制成：
Figure FDA0002648812170000011
2.根据权利要求1所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述骨料采用花岗岩碎石、长石废料和混合砂中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述矿粉采用铁尾矿细粉在碱性条件下化学活化处理后得到的活性铁尾矿细粉。
4.根据权利要求3所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述化学条件为温度在20～125℃下1～10h。
5.根据权利要求3所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、乙醇钠中至少一种。
6.根据权利要求3所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述铁尾矿细粉粒径在0.1～5mm之间。
7.根据权利要求1所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述外加剂为减水剂，所述减水剂为萘磺酸盐系高效减水剂。
8.根据权利要求1所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，所述固化剂为830固化剂。
9.根据权利要求1所述的一种环保型复合快干高性能混凝土，其特征在于，包括环保型复合快干高性能混凝土的制备方法，所述方法包含以下步骤：
1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、水、骨料、钢纤维、外加剂、固化剂和复合填料剂；
2)将硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、骨料、固化剂加入砂浆搅拌机中搅拌2～6min；
3)将减水剂和水混合后分次加入砂浆搅拌机中，搅拌3～7min；
4)加入钢纤维和复合填料剂继续搅拌5min；
5)将步骤4)中得到混合物浇筑成型。
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