CN113912309A - 一种建筑用混凝土胶凝材料及其制备方法和包括该建筑用混凝土胶凝材料的水泥砂浆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种建筑用混凝土胶凝材料及其制备方法和包括该建筑用混凝土胶凝材料的水泥砂浆。建筑用混凝土胶凝材料包括以下重量份的组分：高钙粉煤灰1000‑4000份、拌合水100‑1600份、纳米粘土10‑30份、硼砂5‑80份、减水剂10‑80份。本申请的建筑用混凝土胶凝材料生产方便、操作性强、科学匹配、强度高、有效解决粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。
Description
技术领域
本申请涉及胶凝材料技术领域，尤其涉及一种建筑用混凝土胶凝材料及其制备方法和包括该建筑用混凝土胶凝材料的水泥砂浆。
背景技术
目前混凝土胶凝材料主要是水泥，而水泥生产过程中能耗和碳排放都非常巨大，寻找能够替代水泥制备混凝土材料的技术对提高混凝土的环保和可持续性具有积极意义。由于我国能源结构以煤电为主，燃煤发电厂煤粉燃烧后会产生大量副产物“粉煤灰”，目前我国粉煤灰堆存量已达4亿多吨，已成为中国最大的固体污染源。粉煤灰与水泥细度接近，由于经燃烧再冷却后具有较高的化学内能和火山灰活性，部分取代水泥后，能够与水泥水化产生的氢氧化钙反应，生成具有一定强度的胶凝物质，因此粉煤灰目前被广泛用在水泥和混凝土作为掺和料。然而一般情况下粉煤灰在混凝土胶凝材料中的比例均低于30％，继续增加粉煤灰的掺量，尤其是掺量超过50％后，会造成混凝土早期及后期强度显著降低，不能满足建筑施工需求。
发明内容
本申请提供一种建筑用混凝土胶凝材料及其制备方法和包括该建筑用混凝土胶凝材料的水泥砂浆，能够解决粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。
本申请采用了下列技术方案：
本申请提供了一种建筑用混凝土胶凝材料，包括以下重量份的组分：高钙粉煤灰1000-4000份、拌合水100-1600份、纳米粘土10-30份、硼砂5-80份、减水剂10-80份。
进一步地，建筑用混凝土胶凝材料包括以下重量份的组分：高钙粉煤灰1500-4000份、拌合水400-1600份、纳米粘土10-25份、硼砂10-40份、减水剂10-40份。
进一步地，高钙粉煤灰的氧化钙含量大于10％，且小于30％。
进一步地，高钙粉煤灰的烧矢量小于或等于5％。
进一步地，纳米粘土的粒径为10-200nm。
本申请还提供了一种上述建筑用混凝土胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合后超声破碎，直至均匀，得到混合物。将所述混合物与高钙粉煤灰混合均匀，得到建筑用混凝土胶凝材料。
本申请还提供了一种水泥砂浆，包括以下重量份的组分：上述建筑用混凝土胶凝材料或上述制备方法制得的混凝土胶凝材料1000份、砂子1000-3000份。
进一步地，水泥砂浆还包括以下重量份的组分：石子1500-4000份。
进一步地，砂子的粒径为0.2-5.0mm。
进一步地，的石子的粒径为5-40mm。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
本申请的建筑用混凝土胶凝材料采用高钙粉煤灰、拌合水、纳米粘土、硼砂以及减水剂，能够使大掺量粉煤灰保持混凝土早期及后期强度，满足施工需求，不仅能有效将粉煤灰变废为宝，而且使混凝土的强度保持施工要求，充分做到了环保、节能。本申请的建筑用混凝土胶凝材料采用高钙粉煤灰大大降低了生产成本低，提高了经济效益，而且用该胶凝材料制备的砂浆和混凝土强度等性能满足施工要求。本申请的建筑用混凝土胶凝材料生产方便、操作性强、科学匹配、强度高、有效解决粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方法进行清晰、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种建筑用混凝土胶凝材料，包括以下重量份的组分：高钙粉煤灰1000-4000份、拌合水100-1600份、纳米粘土10-30份、硼砂5-80份、减水剂10-80份。
优选地，建筑用混凝土胶凝材料包括以下重量份的组分：高钙粉煤灰1500-4000份、拌合水400-1600份、纳米粘土10-25份、硼砂10-40份、减水剂10-40份。
其中，高钙粉煤灰的氧化钙含量大于10％(重量百分比)，且小于30％(重量百分比)。
高钙粉煤灰的烧矢量小于或等于5％(重量百分比)。
纳米粘土的粒径为10-200nm。
减水剂的型号是TD-3-2。
本申请充分利用高钙粉煤灰自硬性，并通过添加纳米粘土和硼砂提高硬化体强度、密实性以及施工性能。
本申请还提供了一种上述建筑用混凝土胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合后超声破碎，直至均匀，得到混合物。将所述混合物与高钙粉煤灰混合均匀，得到建筑用混凝土胶凝材料。
具体地，将纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水放入柱体容器中后，于超声破碎机中超声破碎，直至均匀(也就是说，达到破碎和混合的极限)，得到混合物。将所述混合物与高钙粉煤灰放入搅拌机中搅拌均匀，得到建筑用混凝土胶凝材料。
本申请还提供了一种水泥砂浆，包括以下重量份的组分：上述建筑用混凝土胶凝材料或上述制备方法制得的混凝土胶凝材料1000份、砂子1000-3000份。
水泥砂浆还包括以下重量份的组分：石子1500-4000份。
砂子的粒径为0.2-5.0mm。
的石子的粒径为5-40mm。
下面结合具体实施例进行详细说明：
胶凝材料实施例1
建筑用混凝土胶凝材料的配方为：
高钙粉煤灰(氧化钙含量为28％，烧矢量为4.8％)1000千克；拌合水350千克；纳米粘土(粒径为200nm)10千克；硼砂5千克；减水剂(型号为TD-3-2)10千克。
建筑用混凝土胶凝材料的制备方法为：
将配方量的纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合放入柱体容器中后，于超声破碎机中超声破碎直至均匀，得到混合物。
将混合物与高钙粉煤灰放入搅拌机中搅拌均匀，得到建筑用混凝土胶凝材料。
胶凝材料实施例2
建筑用混凝土胶凝材料的配方为：
高钙粉煤灰(氧化钙含量为16％，烧矢量为1.5％)4000千克；拌合水1500千克；纳米粘土(粒径为10nm)30千克；硼砂40千克；减水剂(型号为TD-3-2)40千克。
本实施例的制备方法同胶凝材料实施例1的制备方法。
胶凝材料实施例3
建筑用混凝土胶凝材料的配方为：
高钙粉煤灰(氧化钙含量为22％，烧矢量为3％)2500千克；拌合水850千克；纳米粘土(粒径为105nm)20千克；硼砂10千克；减水剂(型号为TD-3-2)20千克。
本实施例的制备方法同胶凝材料实施例1的制备方法。
胶凝材料实施例4
建筑用混凝土胶凝材料的配方为：
高钙粉煤灰(氧化钙含量为25％，烧矢量为0.5％)2750千克；拌合水1000千克；纳米粘土(粒径为120nm)17.5千克；硼砂30千克；减水剂(型号为TD-3-2)25千克。
本实施例的制备方法同胶凝材料实施例1的制备方法。
水泥砂浆实施例1
水泥砂浆的配方为：
胶凝材料实施例1的建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子(粒径为0.2-2.5mm)2000千克。
水泥砂浆的制备工艺为：
将配方量的建筑用混凝土胶凝材料、砂子先后放入搅拌站内搅拌均匀，得到水泥砂浆。
水泥砂浆实施例2
水泥砂浆的配方为：
胶凝材料实施例2的建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子(粒径为1-5mm)3000千克。
本实施例的制备方法同水泥砂浆实施例1的制备方法。
水泥砂浆实施例3
水泥砂浆的配方为：
胶凝材料实施例3的建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子(粒径为0.2-2.5mm)2000千克；石子(粒径为5-20mm)3000千克。
水泥砂浆的制备工艺为：
将配方量的建筑用混凝土胶凝材料、砂子、石子先后放入搅拌站内搅拌均匀，得到水泥砂浆。
水泥砂浆实施例4
水泥砂浆的配方为：
胶凝材料实施例4的建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子(粒径为0.2-2.5mm)1000千克；石子(粒径为5-20mm)3000千克。
本实施例的制备方法同水泥砂浆实施例3的制备方法。
水泥砂浆实施例5
水泥砂浆的配方为：
胶凝材料实施例1的建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子(粒径为0.2-2.5mm)2500千克；石子(粒径为20-40mm)2500千克。
本实施例的制备方法同水泥砂浆实施例3的制备方法。
将上述水泥砂浆实施例1-5的水泥砂浆(记为砂浆1、砂浆2、砂浆3、砂浆4、砂浆5)和一一对应的混凝土(记为混凝土1、混凝土2、混凝土3、混凝土4、混凝土5)1天、7天、14天、28天平均抗压强度如下表：
另外，上述水泥砂浆和混凝土28天干燥收缩率分别低于万分之四和万分之二，可以满足不同需要的建筑构筑物强度要求。
综上所述，本申请的水泥砂浆和混凝土的抗压强度、干燥收缩率满足施工及使用要求。
此外，按市场价格330元/吨水泥，42元/吨高钙粉煤灰，57元/吨石子，67元/吨砂子，粗略估算，本申请制成1立方米的混凝土节约成本约为150元，经济效益可观，同时大量消纳了粉煤灰，环境效益显著。
以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，本申请要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种建筑用混凝土胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
高钙粉煤灰1000-4000份
拌合水100-1600份
纳米粘土10-30份
硼砂5-80份
减水剂10-80份。
2.如权利要求1所述的建筑用混凝土胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
高钙粉煤灰1500-4000份
拌合水400-1600份
纳米粘土10-25份
硼砂10-40份
减水剂10-40份。
3.如权利要求1所述的建筑用混凝土胶凝材料，其特征在于，
所述高钙粉煤灰的氧化钙含量大于10％，且小于30％。
4.如权利要求1所述的建筑用混凝土胶凝材料，其特征在于，
所述高钙粉煤灰的烧矢量小于或等于5％。
5.如权利要求1所述的建筑用混凝土胶凝材料，其特征在于，
所述纳米粘土的粒径为10-200nm。
6.一种权利要求1-5任一所述的建筑用混凝土胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合后超声破碎，直至均匀，得到混合物；
将所述混合物与高钙粉煤灰混合均匀，得到建筑用混凝土胶凝材料。
7.一种水泥砂浆，其特征在于，包括以下重量份的组分：
权利要求1-5任一所述的建筑用混凝土胶凝材料或权利要求6所述的制备方法制得的混凝土胶凝材料1000份
砂子1000-3000份。
8.如权利要求7所述的水泥砂浆，其特征在于，还包括以下重量份的组分：
石子1500-4000份。
9.如权利要求7所述的水泥砂浆，其特征在于，
所述砂子的粒径为0.2-5.0mm。
10.如权利要求8所述的水泥砂浆，其特征在于，
所述的石子的粒径为5-40mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220111 |
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