專利名稱：環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其涉及一種對固體工業(yè)廢料和液體工業(yè)廢水的綜合合理利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、利廢且并達(dá)到保護(hù)環(huán)境目標(biāo)的新型的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于電力工業(yè)和冶金工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展，引出了粉煤灰和礦渣這些固體工業(yè)廢料產(chǎn)生和排放，這些固體工業(yè)廢料既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了資源。為了尋找粉煤灰和礦渣的出路，將粉煤灰和礦渣引入到混凝土制造業(yè)中，由此，在混凝土制造業(yè)中出現(xiàn)了兩種新型的混凝土1.以粉煤灰作為一種人造的火山灰質(zhì)材料，將其直接摻入混凝土中，替代一定量的水泥或細(xì)骨料，配制成粉煤灰混凝土；2.將高爐礦渣這個工業(yè)廢棄物作為建材工業(yè)的原材料用于水泥的摻和料，形成礦渣水泥，再將礦渣水泥應(yīng)用于混凝土的制造；上述的兩種材料在混凝土實(shí)際制造和使用過程中存在的主要問題是其一，粉煤灰和礦渣的利用不合理。由于現(xiàn)有技術(shù)的上述兩種混凝土僅是分別用于混凝土制造，因此粉煤灰和礦渣沒有充分合理地利用起來；其二，粉煤灰和礦渣的利用率低。由于現(xiàn)有技術(shù)混凝土中粉煤灰和礦渣這兩種工業(yè)廢料的利用率比較低(即摻量小)，使之難以消納電力工業(yè)和冶金工業(yè)排放的粉煤灰和礦渣廢料，從而環(huán)保效應(yīng)不明顯，即沒有解決粉煤灰和礦渣出路的這兩個迫切需要解決的問題；然而，隨著電力工業(yè)和冶金工業(yè)的迅速發(fā)展，粉煤灰和礦渣排放量急劇增長，比如，粉煤灰的排放量2000年已達(dá)1.6億噸，礦渣的排放量全國每年有2億多噸高爐礦渣和1000萬噸其它冶金廢渣排出，這些廢渣既污染了環(huán)境，占用了土地，又浪費(fèi)了資源。因此，尋找粉煤灰和礦渣的出路，是一個迫切需要解決的重要課題；
其三，沒有解決混凝土制造過程中液體工業(yè)廢水的回收。我國是個水資源相對缺乏的國家，然而在混凝土制造過程中不僅需大量的淡水，與此同時也排放了大量的工業(yè)廢水，造成了新的污染，破壞了生態(tài)環(huán)境。
因此，尋找粉煤灰和礦渣的新出路，如何利用工業(yè)廢水是一個迫切需要解決的重要課題；隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展，不僅需要大量的混凝土，并且對高性能混凝土的需求已經(jīng)成為新的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢；為此，充分挖掘粉煤灰和礦渣的活性，作為新型的建材應(yīng)用于預(yù)拌混凝土，不僅可解決礦渣和粉煤灰的出路，而且能使預(yù)拌混凝土的多項(xiàng)性能得到改善和提高，同時降低混凝土的成本，體現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，符合現(xiàn)代建筑業(yè)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法，它能對固體工業(yè)廢料(礦粉、粉煤灰)和液體工業(yè)廢料(混凝土工廠回收水)進(jìn)行充分的綜合合理利用，解決建筑建材行業(yè)工業(yè)廢料、廢水的環(huán)境污染問題，并且降低成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土，其特點(diǎn)是所述的預(yù)拌混凝土由水泥、粉煤灰和礦粉摻和料、緩凝減水劑、黃砂、碎石、水組成，其中每立方米混凝土的配合比是所述的水泥7.1％～14.7％；所述的由粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料 5.3％～9.4％；所述的緩凝減水劑 0.04％～0.29％；所述的黃砂25.6％～36.2％；所述的碎石42.7％～43.3％；所述的水 7.3％～9.4％；其中，所述的水采用的是混凝土工廠回收的液體工業(yè)廢水；所述的復(fù)合摻和料中的粉煤灰和礦粉分別是電廠和冶金廠的固體工業(yè)廢料。
在上述的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土中，其中，在所述的粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料中，粉煤灰和礦粉兩種材料間的比例為0.5～1.3∶1。
在上述的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土中，其中，在所述的緩凝減水劑中，使用普通型緩凝減水劑占預(yù)拌混凝土的比例是0.04％～0.07％；使用高效型緩凝減水劑占預(yù)拌混凝土的比例是0.24％～0.29％。
在上述的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土中，其中，在所述的由粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料中，復(fù)合摻和料的摻入總量取代配方中水泥總重量的35％～45％。
一種制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟步驟一，材料準(zhǔn)備步驟，根據(jù)配合比設(shè)計(jì)所要求制造預(yù)拌混凝土的總量，控制準(zhǔn)備適當(dāng)量的制造預(yù)拌混凝土的水泥、粉煤灰和由高爐礦渣磨成的礦渣微粉、以及緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工廠回收水等材料；步驟二，稱量步驟，電腦稱量控制系統(tǒng)將步驟一所準(zhǔn)備的水泥、粉煤灰和礦渣微粉、緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工廠回收水等材料送至電子秤，根據(jù)預(yù)拌混凝土配合比的數(shù)量分別計(jì)算水泥、粉煤灰和礦渣微粉、緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工程回收水等材料的所需量，并控制進(jìn)行稱量；步驟三，混合步驟，電腦稱量控制系統(tǒng)將步驟二已準(zhǔn)備好的預(yù)拌混凝土的各種材料進(jìn)行混合和攪拌，生產(chǎn)預(yù)拌混凝土；步驟四，施工步驟，將步驟三已混合攪拌的混凝土材料經(jīng)攪拌輸送車送至施工現(xiàn)場，并泵送入模。
在上述的制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法中，其中，在所述的步驟二稱量步驟中，其中，所述的水泥、粉煤灰和礦渣微粉分別由螺旋輸送機(jī)送至電子稱進(jìn)行稱量；所述的黃砂、碎石經(jīng)拉鏟送電子稱進(jìn)行稱量；所述的水由供給設(shè)備送至電子稱進(jìn)行稱量；所述的緩凝減水劑由輸送管道泵送至電子稱進(jìn)行稱量。
在上述的制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法中，其中，在所述的步驟三混合步驟中，其中，先將黃砂、碎石由攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，再將水泥、粉煤灰和礦渣微粉與混合后的砂石進(jìn)行混合，然后將緩凝減水劑和水與砂石、水泥、粉煤灰、礦粉一起進(jìn)行混合。
在上述的制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法中，其中，在所述的步驟三混合步驟中，所述的將水泥、粉煤灰和礦渣微粉與黃砂、碎石、緩凝減水劑和回收水一起進(jìn)行混合攪拌的時間不少于30秒。
本發(fā)明環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本發(fā)明由于同時采用固體工業(yè)廢料(礦渣、粉煤灰)，液體工業(yè)廢料(混凝土工廠回收水)，因此能充分利用粉煤灰和礦渣中的活性和有益組份，使之具有良好的性能，即，具有良好的能長期保持的力學(xué)性能；水化溫升延遲；體積穩(wěn)定性好；以及在嚴(yán)酷的環(huán)境下使用壽命長久的耐用性能；2.粉煤灰和礦渣的利用率高。本發(fā)明由于大量利用粉煤灰和礦渣這兩種工業(yè)廢料形成復(fù)合摻和料SF，并大量(取代水泥總量的35％-45％)應(yīng)用于預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)中，其中，利用粉煤灰超量取代水泥30％以上，突破了粉煤灰摻量控制在10％～20％的常規(guī)做法，利用高爐礦渣經(jīng)磨成微粉后，在混凝土中摻入礦粉35％～45％，從而可較好消化工業(yè)廢料，不僅為粉煤灰和礦渣尋找了出路，并且為建筑業(yè)提供了資源；3.解決了混凝土制造過程中液體工業(yè)廢料的回收。由于在混凝土制造過程中所需的大量淡水采用的是混凝土工廠的廢水，從而不僅節(jié)約了寶貴的淡水資源，并且實(shí)現(xiàn)了混凝土工廠廢水的“零排放”，同時也為整個混凝土行業(yè)全面實(shí)施三廢處理作出了有益的探索。
4.具有很好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效率。本發(fā)明由于大量使用粉煤灰和礦粉復(fù)配摻和料SF，不僅節(jié)約了大量的水泥、節(jié)約了能源，并且減少環(huán)境污染，以每生產(chǎn)10噸水泥所耗能源約0.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時將向大氣排放1噸二氧化碳CO2，對環(huán)境造成嚴(yán)重危害；以35％～45％的粉煤灰和礦粉復(fù)配摻和料SF超量取代水泥，可大量節(jié)約水泥資源；以所排放的廢水替代淡水，不僅節(jié)約了資源，并且又大大減少環(huán)境污染；本發(fā)明由于大量使用粉煤灰和礦粉復(fù)配摻和料SF，并且采用回收的廢水替代淡水，降低了混凝土的生產(chǎn)成本，每立方混凝土降低成本約20元，按上海市年產(chǎn)量200萬立方米計(jì)算，可節(jié)約成本4億元/年，因此具有良好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效率。


通過以下對本發(fā)明環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法的一實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為圖1是依據(jù)本發(fā)明提出的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土制備方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明，環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土，是利用固體工業(yè)廢料(如礦粉、粉煤灰)形成復(fù)合摻和料SF以及液體工業(yè)廢料(混凝土工廠回收水)，加入其它混凝土組份，按照一定的配合比和工藝，生產(chǎn)出的一種新型高性能環(huán)?；炷痢Ｋ伤?、粉煤灰和礦粉摻和料、緩凝減水劑、黃砂、碎石、水組成，其中，具體的組份和每立方混凝土的配合比如下水泥7.1％～14.7％；由粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料 5.3％～9.4％；緩凝減水劑 0.04％～0.29％；黃砂25.6％～36.2％；碎石42.7％～43.3％；水 7.3％～9.4％；其中，水采用的是混凝土工廠回收的液體工業(yè)廢水；復(fù)合摻和料中的粉煤灰和礦粉分別是電廠和冶金廠的固體工業(yè)廢料；并且，在上述的緩凝減水劑中，若使用普通型緩凝減水劑，則占預(yù)拌混凝土的比例是0.04％～0.07％；若使用高效型緩凝減水劑，則占預(yù)拌混凝土的比例是0.24％～0.29％。
表一是本發(fā)明環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土中主要混凝土產(chǎn)品的配方一覽表。
表一環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土主要配方表


在本發(fā)明的配方中，其中，所述的水泥可以采用普通硅酸鹽42.5Mpa的水泥；所述的緩凝減水劑即外加劑可以采用P621普通減水劑或RH561高效減水劑；所述的粉煤灰和礦粉復(fù)配摻和料SF是指，利用礦渣和粉煤灰這兩種工業(yè)廢料，按照一定的比例配制而形成，在本發(fā)明中，粉煤灰和礦粉兩種材料間的比例為0.5～1.3∶1，由此形成的粉煤灰和礦粉復(fù)配摻和料SF可大量地應(yīng)用于預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)中，并且取代了水泥總量的35％-45％，從而可大幅度消化固體工業(yè)廢料，不僅節(jié)約了大量的水泥、節(jié)約了能源，并且減少環(huán)境污染；并且，在上述的配方中，所述的水采用的是混凝土工廠回收的液體工業(yè)廢料。由此可見，本發(fā)明綜合利用了固體(粉煤灰、礦粉)、液體工業(yè)廢棄物(混凝土工廠回收水)，實(shí)現(xiàn)廢料的開發(fā)利用和工業(yè)廢水的“零排放”，充分體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)的綜合效益。
本發(fā)明上述配方的配合比和質(zhì)量不僅均符合國標(biāo)GB14902《預(yù)拌混凝土》的要求，同時降低混凝土的成本，并且為粉煤灰和礦渣尋找了新的出路，更可喜的是，混凝土的性能符合要求，且預(yù)拌混凝土的多項(xiàng)性能得到改善和提高。表二顯示的是采用混凝土工廠回收水的混凝土的性能情況。
表二采用混凝土工廠回收水的環(huán)保型高性能混凝土性能表

由此可見，本發(fā)明環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土是對固體工業(yè)廢料(礦粉、粉煤灰)和液體工業(yè)廢料(混凝土工廠回收水)的綜合合理利用，在降低混凝土的成本同時，混凝土的性能符合要求，體現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，符合現(xiàn)代建筑業(yè)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的趨勢。
請參見圖1所示，圖1是本發(fā)明環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土制備方法的工藝流程圖。本發(fā)明，制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法，包括以下步驟第一步，材料準(zhǔn)備步驟，根據(jù)配合比設(shè)計(jì)所要求制造預(yù)拌混凝土的總量，控制準(zhǔn)備適當(dāng)量的制造預(yù)拌混凝土的水泥、粉煤灰和由高爐礦渣磨成的礦渣微粉、以及緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工廠回收水等材料；第二步，稱量步驟，電腦稱量控制系統(tǒng)將步驟一所準(zhǔn)備的水泥、粉煤灰和礦渣微粉、緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工廠回收水等材料送至電子秤，根據(jù)預(yù)拌混凝土配合比的數(shù)量分別計(jì)算水泥、粉煤灰和礦渣微粉、緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工程回收水等材料的所需量，并控制進(jìn)行稱量；在本實(shí)施例中，其中，所述的水泥、粉煤灰和礦渣微粉分別由螺旋輸送機(jī)送至電子稱進(jìn)行稱量；所述的黃砂、碎石經(jīng)拉鏟送電子稱進(jìn)行稱量；所述的水由供給設(shè)備送至電子稱進(jìn)行稱量；所述的緩凝減水劑由輸送管道泵送至電子稱進(jìn)行稱量。
第三步，混合步驟，電腦稱量控制系統(tǒng)將步驟二已準(zhǔn)備好的預(yù)拌混凝土的各種材料進(jìn)行混合和攪拌，生產(chǎn)預(yù)拌混凝土；在本實(shí)施例中，其中，先將黃砂、碎石由攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，再將水泥、粉煤灰和礦渣微粉與混合后的砂石進(jìn)行混合，然后將緩凝減水劑和水與砂石、水泥、粉煤灰、礦粉一起進(jìn)行混合；并且，所述的將水泥、粉煤灰和礦渣微粉與黃砂、碎石、緩凝減水劑和回收水一起進(jìn)行混合攪拌的時間不少于30秒，通?；旌蠑嚢璧臅r間在35秒以上。
第四步，施工步驟，將步驟三已混合攪拌的混凝土材料經(jīng)攪拌輸送車送至施工現(xiàn)場，并泵送入模。
綜上所述，本發(fā)明環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法由于同時采用固體工業(yè)廢料和液體工業(yè)廢料，因此能充分利用粉煤灰和礦渣中的有益組份，使之具有良好的性能；同時，由于大量利用粉煤灰和礦渣這兩種工業(yè)廢料形成的復(fù)合摻合料SF，從而可較好消化工業(yè)廢料，從而降低了成本；并且，由于采用混凝土工廠的廢水，不僅節(jié)約了寶貴的淡水資源，并且實(shí)現(xiàn)了混凝土工廠廢水的“零排放”；因此本發(fā)明不僅節(jié)約了大量的水泥、節(jié)約能源，并且減少環(huán)境污染，使之具有良好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效率。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土，其特征在于所述的預(yù)拌混凝土由水泥、粉煤灰和礦粉摻和料、緩凝減水劑、黃砂、碎石、水組成，其中每立方米混凝土的配合比是所述的水泥7.1％～14.7％；所述的由粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料 5.3％～9.4％；所述的緩凝減水劑 0.04％～0.29％；所述的黃砂25.6％～36.2％；所述的碎石42.7％～43.3％；所述的水 7.3％～9.4％；其中，所述的水采用的是混凝土工廠回收的液體工業(yè)廢水；所述的復(fù)合摻和料中的粉煤灰和礦粉分別是電廠和冶金廠的固體工業(yè)廢料。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土，其特征在于在所述的粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料中，粉煤灰和礦粉兩種材料間的比例為0.5～1.3∶1。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土，其特征在于在所述的緩凝減水劑中，使用普通型緩凝減水劑占預(yù)拌混凝土的比例是0.04％～0.07％；使用高效型緩凝減水劑占預(yù)拌混凝土的比例是0.24％～0.29％。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土，其特征在于在所述的由粉煤灰和礦粉組成的復(fù)合摻和料中，復(fù)合摻和料的摻入總量取代配方中水泥總重量的35％～45％。
5.一種制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法，其特征在于包括以下步驟步驟一，材料準(zhǔn)備步驟，根據(jù)配合比設(shè)計(jì)所要求制造預(yù)拌混凝土的總量，控制準(zhǔn)備適當(dāng)量的制造預(yù)拌混凝土的水泥、粉煤灰和由高爐礦渣磨成的礦渣微粉、以及緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工廠回收水等材料；步驟二，稱量步驟，電腦稱量控制系統(tǒng)將步驟一所準(zhǔn)備的水泥、粉煤灰和礦渣微粉、緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工廠回收水等材料送至電子秤，根據(jù)預(yù)拌混凝土配合比的數(shù)量分別計(jì)算水泥、粉煤灰和礦渣微粉、緩凝減水劑、黃砂、碎石、混凝土工程回收水等材料的所需量，并控制進(jìn)行稱量；步驟三，混合步驟，電腦稱量控制系統(tǒng)將步驟二已準(zhǔn)備好的預(yù)拌混凝土的各種材料進(jìn)行混合和攪拌，生產(chǎn)預(yù)拌混凝土；步驟四，施工步驟，將步驟三已混合攪拌的混凝土材料經(jīng)攪拌輸送車送至施工現(xiàn)場，并泵送入模。
6.如權(quán)利要求5所述的制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法，其特征在于在所述的步驟二稱量步驟中，其中，所述的水泥、粉煤灰和礦渣微粉分別由螺旋輸送機(jī)送至電子稱進(jìn)行稱量；所述的黃砂、碎石經(jīng)拉鏟送電子稱進(jìn)行稱量；所述的水由供給設(shè)備送至電子稱進(jìn)行稱量；所述的緩凝減水劑由輸送管道泵送至電子稱進(jìn)行稱量。
7.如權(quán)利要求5所述的制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法，其特征在于在所述的步驟三混合步驟中，其中，先將黃砂、碎石由攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，再將水泥、粉煤灰和礦渣微粉與混合后的砂石進(jìn)行混合，然后將緩凝減水劑和水與砂石、水泥、粉煤灰、礦粉一起進(jìn)行混合。
8.如權(quán)利要求5或7所述的制作上述環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土的制備方法，其特征在于在所述的步驟三混合步驟中，所述的將水泥、粉煤灰和礦渣微粉與黃砂、碎石、緩凝減水劑和回收水一起進(jìn)行混合攪拌的時間不少于30秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型高性能預(yù)拌混凝土及其制備方法，其特點(diǎn)是每立方米混凝土的配合比是水泥7.1％～14.7％；復(fù)合摻和料5.3％～9.4％；緩凝減水劑0.04％～0.29％；黃砂25.6％～36.2％；碎石42.7％～43.3％；水7.3％～9.4％；其中，水是液體工業(yè)廢水；復(fù)合摻和料中的粉煤灰和礦粉分別是電廠和冶金廠的固體工業(yè)廢料；制備方法包括材料準(zhǔn)備、稱量、混合、施工步驟；本發(fā)明由于同時采用固體工業(yè)廢料和液體工業(yè)廢料，因此能充分利用粉煤灰和礦渣中的有益組份；同時，由于大量利用粉煤灰和礦渣，從而可較好消化工業(yè)廢料，降低了成本；并且，由于采用混凝土工廠的廢水，實(shí)現(xiàn)混凝土工廠廢水的“零排放”；因此本發(fā)明不僅節(jié)約能源減少污染，具有良好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效率。
文檔編號B28C5/00GK1498872SQ0214512
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月8日
發(fā)明者朱志華 申請人:上海浦蓮預(yù)拌混凝土公司