CN115594473A - 一种基于碳中和的混凝土生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于碳中和的混凝土生产工艺，具体涉及混凝土生产技术领域，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50‑85份，石灰25‑30份，集料20‑45份，水30‑50份，砂子30‑70份，水泥35‑40份，引气剂10‑20份，减水剂10‑25份，石膏30‑65份，缓凝剂10‑20份，早强剂15‑20份，阻锈剂12‑14份。本发明通过，制备出的混凝土生产效率高、生产能耗低，且拓展了混凝土的原料来源，混凝土的强度得到明显的提高，在水、水灰比、强度均不变的条件下，增加混凝土拌合物的流动性，在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌合物用水量，使水灰比下降，从而提高混凝土的强度，掺加减水剂可以改善混凝土的粘聚性、保水性，提高硬化混凝土的密实度。

Description

一种基于碳中和的混凝土生产工艺
技术领域
本发明涉及混凝土生产技术领域，具体涉及一种基于碳中和的混凝土生产工艺。
背景技术
混凝土是一种常见的建筑材料，具有质量轻、保温好、可加工和不燃烧等优点。可以制成不同规格的砌块、板材和保温制品，广泛应用于工业和民用建筑的承重或围护填充结构，受到世界各国建筑业的普通重视，成为许多国家大力推广和发展的一种建筑材料。
传统的混凝土虽然已有近百年的历史，也经历了几次大的飞跃，但今天却面临着前所未有的严峻挑战，随着现代科学技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加，这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。
现有技术存在以下不足：混凝土不适合在高温季节施工和泵送混凝土、滑模混凝土以及大体积混凝土的施工或远距离运送，混凝土的凝结时间较长，使得生产效率得不到提高，混凝土的强度较低导致混凝土制成的产品使用年限较短，且制备混凝土所使用的添加剂不具有绿色环保的发展概念。
发明内容
为此，本发明提供一种基于碳中和的混凝土生产工艺，以解决现有技术中混凝土不适合在高温季节施工和泵送混凝土、滑模混凝土以及大体积混凝土的施工或远距离运送，混凝土的凝结时间较长，使得生产效率得不到提高，混凝土的强度较低导致混凝土制成的产品使用年限较短，且制备混凝土所使用的添加剂不具有绿色环保的发展概念的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于碳中和的混凝土，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50-85份，石灰25-30份，集料20-45份，水30-50份，砂子30-70份，水泥35-40份，引气剂10-20份，减水剂10-25份，石膏30-65份，缓凝剂10-20份，早强剂15-20份，阻锈剂 12-14份。
进一步的，所述工业废渣由矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石混合制成。
进一步的，所述引气剂由烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、松香、氢氧化钠组成。
进一步的，所述早强剂由碳酸钠、氧化铵、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化钴、氧化钠配制而成。
进一步的，所述阻锈剂为铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐中的一种。
进一步的，所述减水剂由胡敏酸、碳酸钠、三乙醇胺混合组成，所述缓凝剂由丙烯酸树脂乳液、木质素磺酸钙、蔗糖、月桂酸单甘油酯、硬脂酸镁、草酸铵混合制成。
进一步的，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50份，石灰25份，集料20份，水30份，砂子30份，水泥35份，引气剂10份，减水剂10份，石膏30份，缓凝剂10份，早强剂15份，阻锈剂12份。
进一步的，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣67.5份，石灰27.5 份，集料32.5份，水40份，砂子50份，水泥37.5份，引气剂15份，减水剂17.5份，石膏47.5份，缓凝剂15份，早强剂17.5份，阻锈剂13份。
进一步的，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣85份，石灰30份，集料45份，水50份，砂子70份，水泥40份，引气剂20份，减水剂25份，石膏65份，缓凝剂20份,早强剂20份，阻锈剂14份。
本发明还包括基于碳中和的混凝土生产工艺，具体步骤如下：
步骤一、湿磨制浆：使用破碎机将矿渣、粉煤灰、尾矿、煤研石、砂子以及集料混合并破碎至3.0-4.5mm的细粉，将其倒入制桨罐中，再加入30％水进行制桨；
步骤二、前道配料工序：使用破碎机将石灰和石膏均破碎至6-10mm的细粉放入筒库，使用研磨机将其磨细后放置在配料仓；
步骤三、搅拌：将水泥放入配料仓中并与石灰和石膏混合并倒入搅拌机内加入70％的水搅拌均匀，搅拌时间为20-30min；
步骤四、浇筑：在步骤三进行时，将引气剂、减水剂、缓凝剂、早强剂以及阻锈剂加入搅拌机内，搅拌完成后，将料浆通过搅拌机的注入口浇筑成模；
步骤五、静置：观察料浆在模具中是否产生气泡、膨胀、稠化以及硬化；
步骤六、蒸压强化：将浇筑后的混凝土胚体放入蒸压釜中，在180-220℃的高温下完成水化反应。
本发明实施例具有如下优点：
1、本发明通过矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石作为制备矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石的原料，与现有技术相比，利用工业废渣，将粉煤灰高效利用，制备出的混凝土，其生产效率高、生产能耗低，且拓展了混凝土的原料来源；
2、本发明通过早强剂和阻锈剂二者复合使用，使得混凝土的泌水性减少，抗渗性有所提高，与现有技术相比，混凝土的强度得到明显的提高，阻锈剂能阻止或减缓钢筋腐蚀，且对混凝土的其他性能无不良影响；
3、本发明中加入的减水剂可增加混凝土混合物的流动性，与现有技术相比，在水、水灰比、强度均不变的条件下，增加混凝土拌合物的流动性，在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌合物用水量，使水灰比下降，从而提高混凝土的强度，掺加减水剂可以改善混凝土的粘聚性、保水性，提高硬化混凝土的密实度，改善耐久性，降低、延缓混凝土的水化热；
4、本发明中加入的缓凝剂，与现有技术相比，能够延缓混凝土的凝结时间、保持工作性、延长放热时间、消除或减少裂缝以及减少增强，且适用于在高温季节施工和泵送混凝土、滑模混凝土以及大体积混凝土的施工或远距离运送的商品混凝土。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种基于碳中和的混凝土，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50-85 份，石灰25-30份，集料20-45份，水30-50份，砂子30-70份，水泥35-40 份，引气剂10-20份，减水剂10-25份，石膏30-65份，缓凝剂10-20份，早强剂15-20份，阻锈剂12-14份。
而具体到本实施例中：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50份，石灰25份，集料20份，水30份，砂子30份，水泥35份，引气剂10份，减水剂10份，石膏30份，缓凝剂10份，早强剂15份，阻锈剂12份。
所述工业废渣由矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石混合制成。
所述引气剂由烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、松香、氢氧化钠组成。
所述早强剂由碳酸钠、氧化铵、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化钴、氧化钠配制而成。
所述阻锈剂为铬酸钠。
所述减水剂由胡敏酸、碳酸钠、三乙醇胺混合组成，所述缓凝剂由丙烯酸树脂乳液、木质素磺酸钙、蔗糖、月桂酸单甘油酯、硬脂酸镁、草酸铵混合制成。
本发明还包括一种基于碳中和的混凝土生产工艺的生产工艺，具体步骤如下：
步骤一、湿磨制浆：使用破碎机将矿渣、粉煤灰、尾矿、煤研石、砂子以及集料混合并破碎至3.0mm的细粉，将其倒入制桨罐中，再加入30％水进行制桨；
步骤二、前道配料工序：使用破碎机将石灰和石膏均破碎至6mm的细粉放入筒库，使用研磨机将其磨细后放置在配料仓；
步骤三、搅拌：将水泥放入配料仓中并与石灰和石膏混合并倒入搅拌机内加入70％的水搅拌均匀，搅拌时间为20min；
步骤四、浇筑：在步骤三进行时，将引气剂、减水剂、缓凝剂、早强剂以及阻锈剂加入搅拌机内，搅拌完成后，将料浆通过搅拌机的注入口浇筑成模；
步骤五、静置：观察料浆在模具中是否产生气泡、膨胀、稠化以及硬化；
步骤六、蒸压强化：将浇筑后的混凝土胚体放入蒸压釜中，在180℃的高温下完成水化反应。
实施例2：
一种基于碳中和的混凝土，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50-85 份，石灰25-30份，集料20-45份，水30-50份，砂子30-70份，水泥35-40 份，引气剂10-20份，减水剂10-25份，石膏30-65份，缓凝剂10-20份，早强剂15-20份，阻锈剂12-14份。
而具体到本实施例中：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣67.5份，石灰27.5份，集料32.5份，水40份，砂子50份，水泥37.5份，引气剂15 份，减水剂17.5份，石膏47.5份，缓凝剂15份，早强剂17.5份，阻锈剂 13份。
所述工业废渣由矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石混合制成。
所述引气剂由烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、松香、氢氧化钠组成。
所述早强剂由碳酸钠、氧化铵、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化钴、氧化钠配制而成。
所述阻锈剂为亚硝酸钠。
所述减水剂由胡敏酸、碳酸钠、三乙醇胺混合组成，所述缓凝剂由丙烯酸树脂乳液、木质素磺酸钙、蔗糖、月桂酸单甘油酯、硬脂酸镁、草酸铵混合制成。
本发明还包括一种基于碳中和的混凝土生产工艺的生产工艺，具体步骤如下：
步骤一、湿磨制浆：使用破碎机将矿渣、粉煤灰、尾矿、煤研石、砂子以及集料混合并破碎至3.75mm的细粉，将其倒入制桨罐中，再加入30％水进行制桨；
步骤二、前道配料工序：使用破碎机将石灰和石膏均破碎至8mm的细粉放入筒库，使用研磨机将其磨细后放置在配料仓；
步骤三、搅拌：将水泥放入配料仓中并与石灰和石膏混合并倒入搅拌机内加入70％的水搅拌均匀，搅拌时间为25min；
步骤四、浇筑：在步骤三进行时，将引气剂、减水剂、缓凝剂、早强剂以及阻锈剂加入搅拌机内，搅拌完成后，将料浆通过搅拌机的注入口浇筑成模；
步骤五、静置：观察料浆在模具中是否产生气泡、膨胀、稠化以及硬化；
步骤六、蒸压强化：将浇筑后的混凝土胚体放入蒸压釜中，在200℃的高温下完成水化反应。
实施例3：
一种基于碳中和的混凝土，所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50-85 份，石灰25-30份，集料20-45份，水30-50份，砂子30-70份，水泥35-40 份，引气剂10-20份，减水剂10-25份，石膏30-65份，缓凝剂10-20份，早强剂15-20份，阻锈剂12-14份。
而具体到本实施例中：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣85份，石灰30份，集料45份，水50份，砂子70份，水泥40份，引气剂20份，减水剂25份，石膏65份，缓凝剂20份,早强剂20份，阻锈剂14份。
所述工业废渣由矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石混合制成。
所述引气剂由烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、松香、氢氧化钠组成。
所述早强剂由碳酸钠、氧化铵、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化钴、氧化钠配制而成。
所述阻锈剂为钼酸钠。
所述减水剂由胡敏酸、碳酸钠、三乙醇胺混合组成，所述缓凝剂由丙烯酸树脂乳液、木质素磺酸钙、蔗糖、月桂酸单甘油酯、硬脂酸镁、草酸铵混合制成。
本发明还包括基于碳中和的混凝土生产工艺，具体步骤如下：
步骤一、湿磨制浆：使用破碎机将矿渣、粉煤灰、尾矿、煤研石、砂子以及集料混合并破碎至4.5mm的细粉，将其倒入制桨罐中，再加入30％水进行制桨；
步骤二、前道配料工序：使用破碎机将石灰和石膏均破碎至10mm的细粉放入筒库，使用研磨机将其磨细后放置在配料仓；
步骤三、搅拌：将水泥放入配料仓中并与石灰和石膏混合并倒入搅拌机内加入70％的水搅拌均匀，搅拌时间为30mi n；
步骤四、浇筑：在步骤三进行时，将引气剂、减水剂、缓凝剂、早强剂以及阻锈剂加入搅拌机内，搅拌完成后，将料浆通过搅拌机的注入口浇筑成模；
步骤五、静置：观察料浆在模具中是否产生气泡、膨胀、稠化以及硬化；
步骤六、蒸压强化：将浇筑后的混凝土胚体放入蒸压釜中，在220℃的高温下完成水化反应。
实施例4：
相较于市面的混凝土，按照上述的实施例1-3制出的每立方米的混凝土在导热系数、体积密度、生产能耗、泌水性、抗渗性、水灰比、抗压强度、粘聚性以及保水性上得到的提升，得到的数据如下表所示：
Figure RE-GDA0003972848380000071
Figure RE-GDA0003972848380000081
本发明制成混凝土用砂子、矿渣、粉煤灰、尾矿、煤矸石及生石灰、水泥等原料生产，利用工业废渣，现在我国每年仅电厂排出的粉煤灰已超过了7000 万吨。本发明制成的混凝土将粉煤灰高效利用，且加入的早强剂和阻锈剂二者复合使用，使得混凝土的泌水性减少，抗渗性有所提高，能阻止或减缓钢筋腐蚀，且对混凝土的其他性能无不良影响，制备出的混凝土的抗压强度和体积密度较高、其中水灰比较低，优胜于市面的混凝土；混凝土的生产效率比较高，一般规模的混凝土加工厂，一年人均实物劳动效率可达700m3左右，所使用的引气剂无毒、无腐蚀、不燃，而减水剂在超过保质期的情况下仍可以使用，根据上表的数据得出，实施例2的配比最适中，每立方米的混凝土生产能耗最低为20.56kg，符合当下碳中和绿色环保的生产理念，实现绿色生活和生产，推动全社会绿色发展。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50-85份，石灰25-30份，集料20-45份，水30-50份，砂子30-70份，水泥35-40份，引气剂10-20份，减水剂10-25份，石膏30-65份，缓凝剂10-20份，早强剂15-20份，阻锈剂12-14份。
2.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所述工业废渣由矿渣、粉煤灰、尾矿以及煤研石混合制成。
3.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所述引气剂由烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、松香、氢氧化钠组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所述减水剂由胡敏酸、碳酸钠、三乙醇胺混合组成，所述缓凝剂由丙烯酸树脂乳液、木质素磺酸钙、蔗糖、月桂酸单甘油酯、硬脂酸镁、草酸铵混合制成。
5.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所述早强剂由碳酸钠、氧化铵、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化钴、氧化钠配制而成。
6.根据权利要求4所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所述阻锈剂为铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣50份，石灰25份，集料20份，水30份，砂子30份，水泥35份，引气剂10份，减水剂10份，石膏30份，缓凝剂10份，早强剂15份，阻锈剂12份。
8.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣67.5份，石灰27.5份，集料32.5份，水40份，砂子50份，水泥37.5份，引气剂15份，减水剂17.5份，石膏47.5份，缓凝剂15份，早强剂17.5份，阻锈剂13份。
9.根据权利要求1所述的一种基于碳中和的混凝土，其特征在于：所使用原料(按重量份计)包括工业废渣85份，石灰30份，集料45份，水50份，砂子70份，水泥40份，引气剂20份，减水剂25份，石膏65份，缓凝剂20份,早强剂20份，阻锈剂14份。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的基于碳中和的混凝土生产工艺，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、湿磨制浆：使用破碎机将矿渣、粉煤灰、尾矿、煤研石、砂子以及集料混合并破碎至3.0-4.5mm的细粉，将其倒入制桨罐中，再加入30％水进行制桨；
步骤二、前道配料工序：使用破碎机将石灰和石膏均破碎至6-10mm的细粉放入筒库，使用研磨机将其磨细后放置在配料仓；
步骤三、搅拌：将水泥放入配料仓中并与石灰和石膏混合并倒入搅拌机内加入70％的水搅拌均匀，搅拌时间为20-30min；
步骤四、浇筑：在步骤三进行时，将引气剂、减水剂、缓凝剂、早强剂以及阻锈剂加入搅拌机内，搅拌完成后，将料浆通过搅拌机的注入口浇筑成模；
步骤五、静置：观察料浆在模具中是否产生气泡、膨胀、稠化以及硬化；
步骤六、蒸压强化：将浇筑后的混凝土胚体放入蒸压釜中，在180-220℃的高温下完成水化反应。
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