CN115321849A - 一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

发明涉及胶凝材料技术领域，具体涉及一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料及其应用，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，20％～40％的硅锰渣，10％～20％的石灰石，30％～50％的硅酸盐水泥熟料，3％～5％的石膏和5～10％的自燃煤矸石。本发明提供的硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料中，硅酸盐水泥熟料用量最低可达30％，但胶砂28天抗压强度≥32.5Mpa，相比于同等级的通用硅酸盐水泥，水泥熟料用量降低，使得水泥生产CO2排放大幅降低，充分体现绿色低碳特点。

Description

一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料及其应用
技术领域
本发明涉及胶凝材料技术领域，具体涉及一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料及其应用。
背景技术
通用硅酸盐水泥及其混凝土是目前建筑工程中使用量最大、应用最为广泛的无机非金属材料。按照GB 175《通用硅酸盐水泥》规定，通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。2021年我国通用硅酸盐水泥产量超过23亿吨，水泥行业CO2直接排放占全社会CO2排放总量的10％以上，全行业CO2减排压力巨大。水泥行业CO2直接排放主要产生于硅酸盐水泥熟料生产过程中的碳酸盐分解和煤炭燃烧，在保障经济社会高速发展对水泥供应总量要求不减少的前提下，进一步降低通用硅酸盐水泥中硅酸盐水泥熟料的用量是目前水泥工业“碳达峰”目标达成的最现实和行之有效的手段。尽管如此，进一步降低硅酸盐水泥熟料用量，也将使得通用硅酸盐水泥性能和质量保障更依赖于混合材料性能及多种混合材料的协同作用。
商品混凝土生产一般使用较高熟料用量的高标号普通硅酸盐水泥(熟料+石膏≥80％)或硅酸盐水泥(熟料+石膏≥95％)；但是同时，也会外购粉煤灰、矿渣微粉等辅助性胶凝材料或矿物掺合料，并在生产中使用。这种方式：一是，需要深入了解和详细检测水泥、各种矿物掺合料各自的质量和性能，原材料质量管控要求高；二是，建设商品混凝土搅拌站时，需要考虑建设多个胶凝材料粉料料仓，占地面积大且投资高；三是，配制混凝土时，各料仓下料称量要求准确和精确，避免出现水泥和矿物掺合料下料错误和称量波动，操作复杂。更重要的是，目前商品混凝土用矿物掺合料品质和质量波动大，配合比设计过程中普遍需要增加水泥用量以确保商品混凝土力学性能达标，这进一步增加了商品混凝土原料成本和碳负荷。如能结合商品混凝土生产对水泥和矿物掺合料的需求和要求，在水泥企业直接生产商品混凝土专用胶凝材料，则可以解决上述问题：一是，水泥生产工艺流程更为先进成熟，能够根据商品混凝土配制要求生产质量更为稳定的胶凝材料；二是，矿物掺合料和水泥生产环节的结合，更能够发挥颗粒级配和协同水化作用，从而降低商品混凝土中水泥熟料用量，节约成本；三是，配制商品混凝土过程中，所需粉料料仓减少，原料更为简单，下料和称量也更为简单。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料及其应用，解决现有技术中商品混凝土用矿物掺合料品质和质量波动大增加了商品混凝土原料成本和碳负荷的技术问题。
本发明公开了一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，20％～40％的硅锰渣，10％～20％的石灰石，30％～50％的硅酸盐水泥熟料，3％～5％的石膏和5～10％的自燃煤矸石。
硅锰渣中Mn主要以MnS的形式存在，在水泥水化过程中，硫化亚锰会分解，使得水化环境碱度降低(硫化氢溶于水显酸性)，影响胶凝材料力学性能。硅锰渣经过跳钛机选走了金属/合金，以及多数的硫化亚锰，使得锰化合物对水泥水化影响降低，硅锰渣在水泥体系中活性提高。
石灰石单独在水泥水化体系中，活性发挥较少，但是如果与Al2O3含量较高的硅锰渣、自燃煤矸石同时存在于水泥水化体系时，会水化形成碳铝酸钙水化产物，因此复合体系相比于单一原料水泥体系，力学性能发挥更好。
硅锰渣吸水量低，单独大掺量配入水泥熟料中时，制备的水泥容易离析泌水，间接影响水泥强度；而石灰石加入水泥中，水泥触变性增加，但流动度不受影响；再加上，自燃煤矸石需水量高，与硅锰渣复合，可以改善硅锰渣离析泌水问题。因此，三者共同配制胶凝材料，胶凝材料均匀性更好，相互水化作用和堆积作用使得硬化体密实度提高，强度提高。
进一步的，所述硅锰渣为冶炼硅锰合金时产生的熔融渣经水淬急冷形成的浅绿色颗粒、再经跳汰机分离金属/合金等后产生的固体废弃物。
进一步的，所述硅锰渣中MnO质量百分含量≤3.0％，SO3质量百分含量≤1.5％，无定型玻璃体含量≥90％，活性指数≥75％。(按照GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》测试方法)。
进一步的，所述自燃煤矸石烧失量≤5％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量≥85％，按照GB/T 2748《用于水泥中的火山灰质混合材料》方法检测，水泥胶砂28天抗压强度比≥90％。
进一步的，所述石灰石的CaO品位不低于50％。
本发明第二个目的是保护一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
a、按比例进行配料；
b、混合粉磨；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
进一步的，所述硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料胶砂28天抗压强度≥32.5MPa，胶砂流动度≥200mm。
进一步的，所述步骤a中配料原料过除铁后再进行步骤b。
进一步的，步骤b具体为：将原料输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂。
本发明第三个目的是保护一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的应用，用于商品混凝土。
进一步的，配制C10-C55等级商品混凝土，无需额外掺入水泥或矿物掺和料，按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》，单方混凝土上述硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料用量280-550kg/m3。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1.本发明提供的硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料中，硅酸盐水泥熟料用量最低可达30％，但胶砂28天抗压强度≥32.5Mpa，相比于同等级的通用硅酸盐水泥，水泥熟料用量降低，使得水泥生产CO2排放大幅降低，充分体现绿色低碳特点；
2.硅锰渣是一种工业废渣，石灰石是储量巨大、价格低廉的天然矿物材料，自燃煤矸石是矿业固废。上述固废或天然矿物可大掺量有效代替水泥熟料生产水泥，且加工过程不直接排放CO2，绿色低碳、环保和经济效果显著；
3.本发明提供硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料中，硅锰渣、石灰石、自燃煤矸石与水泥熟料、石膏可协同水化，在硅酸盐水泥熟料大幅降低的情况下，水泥性能和质量仍能得到充分保障；
4.本发明硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料可直接用于配制C10～C55等级商品混凝土，克服了传统商品混凝土生产过程中单独采购水泥、矿物掺合料所带来的胶凝材料原料遴选和质量控制难题，且能减少料仓进而减少搅拌站占地，商品混凝土生产过程工艺简化；
5.本发明硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的使用，与分别采用水泥和矿物掺合料为胶凝材料的同等级商品混凝土相比，混凝土中水泥熟料用量进一步降低，从而CO2负荷降低，可充分体现低碳混凝土特点。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
实施例1
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由20％的硅锰渣，15％的石灰石，50％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏以及10％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.8％，SO3质量百分含量1.0％，无定型玻璃体含量91％，活性指数80％；自燃煤矸石烧失量4.6％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量88％，水泥胶砂28天抗压强度比93％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例2
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由25％的硅锰渣，15％的石灰石，50％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏以及5％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.8％，SO3质量百分含量1.0％，无定型玻璃体含量91％，活性指数80％；自燃煤矸石烧失量4.6％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量88％，水泥胶砂28天抗压强度比93％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例3
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由30％的硅锰渣，12％的石灰石，50％的硅酸盐水泥熟料，3％的石膏以及5％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.8％，SO3质量百分含量1.0％，无定型玻璃体含量91％，活性指数80％；自燃煤矸石烧失量4.6％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量88％，水泥胶砂28天抗压强度比93％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例4
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由35％的硅锰渣，10％的石灰石，45％的硅酸盐水泥熟料，3％的石膏以及7％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.3％，SO3质量百分含量1.2％，无定型玻璃体含量93％，活性指数90％；自燃煤矸石烧失量3.7％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量90％，水泥胶砂28天抗压强度比95％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例5
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由30％的硅锰渣，15％的石灰石，45％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏以及5％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.3％，SO3质量百分含量1.2％，无定型玻璃体含量93％，活性指数90％；自燃煤矸石烧失量3.7％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量90％，水泥胶砂28天抗压强度比95％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例6
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由35％的硅锰渣，10％的石灰石，40％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏以及10％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.0％，SO3质量百分含量1.3％，无定型玻璃体含量95％，活性指数92％；自燃煤矸石烧失量3.3％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量92％，水泥胶砂28天抗压强度比95％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例7
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由30％的硅锰渣，15％的石灰石，40％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏以及10％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量2.0％，SO3质量百分含量1.3％，无定型玻璃体含量95％，活性指数92％；自燃煤矸石烧失量3.3％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量92％，水泥胶砂28天抗压强度比95％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
实施例8
一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由40％的硅锰渣，20％的石灰石，30％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏以及5％的自燃煤矸石组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量1.5％，SO3质量百分含量1.4％，无定型玻璃体含量95％，活性指数96％；自燃煤矸石烧失量3.0％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量93％，水泥胶砂28天抗压强度比97％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
对比例1
以P.O42.5R普通硅酸盐水泥(符合GB 175《通用硅酸盐水泥》要求)做为对比，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由78％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏，7％的石灰石以及10％的矿渣组成。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得P.O42.5R普通硅酸盐水泥。
对比例2
以M32.5砌筑水泥(符合GB/T 3183《砌筑水泥》要求)做为对比，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由55％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏，20％的石灰石以及20％的矿渣组成。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得M32.5普通硅酸盐水泥。
对比例3
以P.S.B矿渣硅酸盐水泥(符合GB 175《通用硅酸盐水泥》要求)做为对比，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由30％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏，65％的硅锰渣组成。此时，硅锰渣中MnO质量百分含量1.5％，SO3质量百分含量1.4％，无定型玻璃体含量95％，活性指数96％；自燃煤矸石烧失量3.0％，(SiO2+Al2O3)质量百分含量93％，水泥胶砂28天抗压强度比97％；石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得P.S.B矿渣硅酸盐水泥。
对比例4
以P.O42.5普通硅酸盐水泥(符合GB 175《通用硅酸盐水泥》要求)做为对比，包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，由75％的硅酸盐水泥熟料，5％的石膏，20％的石灰石组成。此时，石灰石的CaO品位52％。
其制备方法，包括以下步骤：
a、配料。按物料干基质量百分比取各组成原料；
b、混合粉磨。将步骤a中配料原料过除铁装置后，输送至粉磨系统混合粉磨，粉磨时喷入占进磨原料质量3‰的助磨剂；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得P.O.42.5普通硅酸盐水泥。
表1胶凝材料配比设计
Figure BDA0003781131910000101
Figure BDA0003781131910000111
表2胶凝材料性能
Figure BDA0003781131910000112
从以上数据可以看出，本发明的示例制得的商品混凝土专用低碳复合胶凝材料，当水泥熟料用量50％时，28天抗压强度高于P.O42.5R普通硅酸盐水泥，但水泥熟料用量同比降低了28％；当水泥熟料用量降低至45％时，28天抗压强度略低于P.O42.5R普通硅酸盐水泥，也能达到42.5等级普通硅酸盐水泥力学性能要求，但水泥熟料用量同比降低了33％；当水泥熟料用量降低至40％时，28天抗压强度高于M32.5砌筑水泥，但水泥熟料用量同比降低了15％；进一步降低水泥熟料用量至30％，胶凝材料28天抗压强度略低于M32.5砌筑水泥，也能达到32.5等级砌筑水泥力学性能要求，但水泥熟料用量同比减低了25％。也即是说，与普通硅酸盐水泥或砌筑水泥同等级的商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，水泥熟料的用量大幅降低，即水泥的CO2排放大幅降低。此外，单独使用硅锰渣配制矿渣硅酸盐水泥与实施例8对比，熟料用量30％，硅锰渣用量65％，由于硅锰渣颗粒致密，吸水小，保水差，水泥胶砂出现泌水离析，且胶凝材料力学性能远低于同等熟料用量的实施例8，这也说明，硅锰渣、石灰石、自燃煤矸石是可以相互作用，在低水泥熟料用量下，协同优化提高胶凝材料力学性能；而单独使用石灰石做混合材配制的胶凝材料，胶砂工作性适宜，但在更高的水泥熟料用量下，胶凝材料力学性能等级不能达到P.O42.5普通硅酸盐水泥水平。
将本发明实施例和对比例1制得的胶凝材料或水泥应用于C10-C55等级商品混凝土的制备，以说明本发明的应用效果。需要说明的是，砌筑水泥一般用于装饰装修以及砌筑砂浆和抹灰砂浆生产，商品混凝土生产不使用砌筑水泥，故本发明对比应用例只采用对比例1制得的普通硅酸盐水泥。应用例和对比应用例所用的砂、石、水和外加剂相同，均为市售常规材料；同一等级商品混凝土应用例和对比应用例配合比相同，制备条件一致。
应用例1
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C10等级混凝土，实施例8制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料用量300kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量90kg/m3。
对比应用例1
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C10等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量140kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰160kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量109.2kg/m3。
应用例2
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C15等级混凝土，实施例7制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低复合碳胶凝材料用量300kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量120kg/m3。
对比应用例2
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C10等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量180kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰120kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量140.4kg/m3。
应用例3
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C20等级混凝土，实施例5制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料用量300kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量135kg/m3。
对比应用例3
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C20等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量140kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰220kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量171.6kg/m3。
应用例4
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C25等级混凝土，实施例5制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料用量300kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量135kg/m3。
对比应用例4
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C25等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量180kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰60kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉60kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量140.4kg/m3。
应用例5
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C30等级混凝土，实施例5制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低碳复合胶凝材料用量330kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量148.5kg/m3。
对比应用例5
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C30等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量210kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰50kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉70kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量163.8kg/m3。
应用例6
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C35等级混凝土，实施例5制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低碳复合胶凝材料用量370kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量166.5kg/m3。
对比应用例6
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C35等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量240kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰50kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉80kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量187.2kg/m3。
应用例7
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C40等级混凝土，实施例5制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低碳复合胶凝材料用量410kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量205kg/m3。
对比应用例7
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C40等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量270kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰60kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉80kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量210.6kg/m3。
应用例8
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C45等级混凝土，实施例2制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低碳复合胶凝材料用量450kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量225kg/m3。
对比应用例8
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C45等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量300kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰60kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉90kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量234kg/m3。
应用例9
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C50等级混凝土，实施例2制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低碳复合胶凝材料用量500kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量250kg/m3。
对比应用例9
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C50等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量330kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰70kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉100kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量257.4kg/m3。
应用例10
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C60等级混凝土，实施例8制得的商品混凝土专用硅锰渣石灰石低碳复合胶凝材料用量550kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量275kg/m3。
对比应用例10
按照JGJ 55《普通混凝土设计规程》设计制备C25等级混凝土，对比例1制得的P.O42.5R普通硅酸盐水泥用量360kg/m3，符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级粉煤灰80kg/m3，符合GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿渣粉110kg/m3。该等级商品混凝土中硅酸盐水泥熟料含量280.8kg/m3。
表3商品混凝土配合比及抗压强度
Figure BDA0003781131910000161
Figure BDA0003781131910000171
Figure BDA0003781131910000181
从表3数据可以看出，本发明的商品混凝土专用硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料可配制C10～C55等级的商品混凝土，可根据所设计商品混凝土等级选用本发明的几类复合低碳胶凝材料，无需再加入水泥以及粉煤灰、矿粉等矿物掺合料，配比设计更为简单，易于操作。与使用P.O42.5R普通硅酸盐水泥配制的各等级商品混凝土相比，在总的胶凝材料用量不变的情况下，利用本发明的复合低碳胶凝材料配制的商品混凝土28天抗压强度更高，且混凝土中硅酸盐水泥熟料的含量更低。
以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，其特征在于：包括以下组分原料：按物料干基质量百分比计，20％～40％的硅锰渣，10％～20％的石灰石，30％～50％的硅酸盐水泥熟料，3％～5％的石膏和5～10％的自燃煤矸石。
2.根据权利要求1所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，其特征在于：所述硅锰渣为冶炼硅锰合金时产生的熔融渣经水淬急冷形成的浅绿色颗粒、再经跳汰机分离金属/合金后产生的固体废弃物。
3.根据权利要求1所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，其特征在于：所述硅锰渣中MnO质量百分含量≤3.0％，SO3质量百分含量≤1.5％，无定型玻璃体含量≥90％，活性指数≥75％。
4.根据权利要求1所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，其特征在于：所述自燃煤矸石烧失量≤5％，SiO2+Al2O3质量百分含量≥85％，水泥胶砂28天抗压强度比≥90％。
5.根据权利要求1所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料，其特征在于：所述石灰石的CaO品位不低于50％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、按比例进行配料；
b、混合粉磨；
c、物料粉磨至比表面积≥380m2/kg后出磨入库，即制得硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料。
7.根据权利要求6所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料胶砂28天抗压强度≥32.5MPa，胶砂流动度≥200mm。
8.根据权利要求6所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述步骤a中配料原料过除铁后再进行步骤b。
9.根据权利要求1-5任一所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的应用，其特征在于：用于商品混凝土。
10.根据权利要求9所述的一种硅锰渣石灰石复合低碳胶凝材料的应用，其特征在于：用于配制C10-C55等级商品混凝土，无需额外掺入水泥或矿物掺和料。
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任晓景等: "多种混合材复掺制备生态水泥" *

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