專利名稱：一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料制造，具體涉及用于侵蝕環(huán)境下隧道及地下工程中低碳高性能襯砌混凝土復(fù)合膠凝材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國山嶺隧道及地下工程襯砌結(jié)構(gòu)混凝土膠凝材以普通硅酸鹽水泥為主，部分采用單摻粉煤灰，而采用雙摻或多摻礦物摻合料的膠凝材很少，由于膠凝材成分單一、級配差，加之品質(zhì)不高，密實(shí)性差，導(dǎo)致混凝土水化熱高、抗碳化、溶蝕和化學(xué)侵蝕能力差，耐久性不足，既不經(jīng)濟(jì)，也不環(huán)保
發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材，使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，既可較大數(shù)量地?fù)饺氲V物摻合料獲得經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性指標(biāo)的提高，又可降低混凝土凝結(jié)硬化時的水化熱，減少混凝土的初裂，提高混凝土的密實(shí)度和抗碳化、溶蝕和化學(xué)侵蝕能力。本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材，應(yīng)用于山嶺隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工，采用如下的方法制得，物料配比為水泥熟料40 %，粉煤灰15 %，礦粉30 %，硅灰5 %，混合材10 %;各物料具有如下性能要求水泥熟料在粉磨前的要求鋁酸三鈣< 8 %，游離氧化鈣< I. O %,堿含量
<O. 6%，水泥熟料粉磨后的要求3d抗壓強(qiáng)度> 26. 0Mpa，28d抗壓強(qiáng)度> 52. OMPa,比表面積440m2/kg左右,80 μ m方孔篩篩余不大于3. 0%, 45 μ m方孔篩篩余不大于6. 0% ;粉煤灰達(dá)到II級或以上，其中三氧化硫含量< 3. 0%，氧化鈣含量< 10%，CL_含量<0. 02%,需水量比< 100 %，燒失量< 5. O %，7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75 %，28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 85%，經(jīng)粉磨后比表面積> 600m2/kg ；礦粉達(dá)到S105或S95，質(zhì)量系數(shù)1(> I. 2，其中三氧化硫含量< 4. O %，CL_含量
<O. 06%，7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75%，28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 95%，比表面積> 450m2/kg ；硅灰比表面積彡18000m2/kg，二氧化硅含量> 85%，28(1活性指數(shù)> 85%，耐火度
>1600 0C ；備齊物料后，先將水泥熟料和混合材一起粉磨，礦物摻合料中粉煤灰和礦粉分別粉磨成不同比表面積的粉體材料，然后在均化器中將各粉體材料按配方比例進(jìn)行均化而得到目標(biāo)產(chǎn)物。發(fā)明人采用“雞尾酒”療法配制大量不同比例礦物摻合料的混凝土，然后通過混凝土力學(xué)和耐久性能試驗(yàn)，獲得適合侵蝕環(huán)境下隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材配方和工藝，為隧道結(jié)構(gòu)體系耐久性設(shè)計提供新的材料選擇。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是礦物摻合料摻量加大后水泥的性能非但沒有降低，反而得到顯著提高，特別是控制混凝土初裂、降低水化熱、提高混凝土密實(shí)性效果顯著，使之應(yīng)用于隧道二襯混凝土中可以有效提高耐久性。由于在膠凝材中提高了礦物摻合料的摻入量，降低了熟料在膠凝材中的比例，減少了熟料的使用量和產(chǎn)量，不但有利于環(huán)保，節(jié)約能源，同時還實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢渣的有效利用，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，降低碳排放。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳述。本發(fā)明的復(fù)合膠凝材能達(dá)到水泥強(qiáng)度等級42. 5級的力學(xué)性能要求設(shè)計。以下給出復(fù)合膠凝材的具體實(shí)施方案及其性能指標(biāo)，所有實(shí)施例中的物 料除額聲明外都是工業(yè)級材料，物料采用重量百分比計量。一、復(fù)合膠凝材配方是水泥熟料40 %，粉煤灰15 %，礦粉30 %，硅灰5 %，混合材10% (含石灰石粉5%、石膏4%、山東宏藝助磨劑I % )。水泥熟料在粉磨前的要求鋁酸三鈣< 8 %，游離氧化鈣< I. O %,堿含量
<O. 6%，粉磨后熟料3d抗壓強(qiáng)度> 26. 0Mpa，28d抗壓強(qiáng)度> 52. OMPa,比表面積440m2/kg左右,80 μ m方孔篩篩余不大于3. 0%, 45 μ m方孔篩篩余不大于6. 0%。粉煤灰達(dá)到II級或以上，其中三氧化硫含量< 3.0%，氧化鈣含量< 10 %，CL_含量<0. 02%,需水量比< 100 %，燒失量< 8. O %，7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75 %，28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 85%，經(jīng)粉磨后比表面積> 600m2/kg。礦粉達(dá)到S105或S95，質(zhì)量系數(shù)1(> I. 2，其中三氧化硫含量< 4. O %，CL—含量
<O. 06%，7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75%，28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 95%，比表面積> 450m2/
kg ο硅灰比表面積彡18000m2/kg，二氧化硅含量> 85%，28(1活性指數(shù)> 85%，耐火度
>1600。。。二、各組分經(jīng)均化器配制成高性能復(fù)合膠凝材各項(xiàng)性能指標(biāo)為I、強(qiáng)度
POrff抗折強(qiáng)度Mpa抗壓強(qiáng)度Mpa
3d I Id28d — 3d I 7d 丨 28d '
平均值 5.37.49.216 432.252.42、標(biāo)準(zhǔn)稠度和凝結(jié)時間
標(biāo)準(zhǔn)稠度初凝時間h min終凝時間h min
29.6% 3 154 253、安定性沸煮法合格4、細(xì)度
權(quán)利要求
1.一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材，應(yīng)用于山嶺隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工，其特征在于，采用如下的方法制得， 物料配比為水泥熟料40 %，粉煤灰15 %，礦粉30 %，硅灰5 %，混合材10 % ;各物料具有如下性能要求 水泥熟料粉磨前的要求鋁酸三鈣< 8%，游離氧化鈣< I. 0%，堿含量< O. 6%，水泥熟料粉磨后的要求3d抗壓強(qiáng)度> 26. 0Mpa，28d抗壓強(qiáng)度> 52. OMPa,比表面積440m2/kg左右,80 μ m方孔篩篩余不大于3. 0%, 45 μ m方孔篩篩余不大于6. 0% ; 粉煤灰達(dá)到II級或以上，其中三氧化硫含量< 3.0%，氧化鈣含量< 10%，CL_含量<0. 02%,需水量比< 100 %，燒失量< 5. O %，7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75 %，28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 85%，經(jīng)粉磨后比表面積> 600m2/kg ； 礦粉達(dá)到S105或S95，質(zhì)量系數(shù)1( > I. 2，其中三氧化硫含量< 4.0%，CL_含量<O. 06%，7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75%，28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 95%，比表面積> 450m2/kg ； 硅灰比表面積> 18000m2/kg，二氧化硅含量> 85%，28d活性指數(shù)> 85%，耐火度>1600 0C ； 備齊物料后，先將水泥熟料和混合材一起粉磨，礦物摻合料中粉煤灰和礦粉分別粉磨成不同比表面積的粉體材料，然后在均化器中將各粉體材料按配方比例進(jìn)行均化而得到目標(biāo)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材，其特征在于所述混合材采用石灰石粉、石膏、助磨劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材，其特征在于，所述混合材采用石灰石粉5%，石膏4%、助磨劑I %。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材，應(yīng)用于山嶺隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工，制造時物料配比為水泥熟料40％，粉煤灰15％，礦粉30％，硅灰5％，混合材10％；各滿足性能要求的物料備齊后，先將水泥熟料和混合材一起粉磨，礦物摻合料中粉煤灰和礦粉分別粉磨成不同比表面積的粉體材料，然后在均化器中將各粉體材料按配方比例進(jìn)行均化而得到目標(biāo)產(chǎn)物。采用本發(fā)明的復(fù)合膠凝材，加入大量礦物摻合料后水泥的性能非但沒有降低，反而得到顯著提高，特別是控制混凝土初裂、降低水化熱、提高混凝土密實(shí)性效果顯著，應(yīng)用于隧道二襯混凝土中可以有效提高耐久性。減少了熟料的使用量和產(chǎn)量，有利于環(huán)保和節(jié)約能源。
文檔編號C04B28/00GK102795820SQ201210302530
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者仇文革, 王海彥 申請人:西南交通大學(xué)