密實骨架高摻摻合料混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混凝土【技術領域】，是一種密實骨架高摻摻合料混凝土；該密實骨架高摻摻合料混凝土原料按重量份數(shù)包括水泥、粉煤灰、礦粉、水淬渣超細粉、外加劑、特細砂、中砂、鵝卵石、纖維素和水。本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土中的水泥用量和水量較傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土中的水泥用量和水量有很大幅度的降低，較現(xiàn)有傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土和現(xiàn)有密實骨架堆積配合比得到的混凝土相比，本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土中粉煤灰和礦粉的用量明顯增多，增加了特細砂的用量，同時大大降低了水泥用量，在不降低抗壓強度的情況下大大節(jié)約了成產(chǎn)成本。
【專利說明】密實骨架高摻摻合料混凝土

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土【技術領域】，是一種密實骨架高摻摻合料混凝土。

【背景技術】
[0002] 水泥工業(yè)是二氧化碳的排放大戶，其排放量約占人類活動所產(chǎn)生二氧化碳總量的 5%，全球水泥工業(yè)在未來發(fā)展中必須攻克減排二氧化碳的課題。中國是世界上最大的水泥 生產(chǎn)國，2010年水泥產(chǎn)量突破21. 5億噸，占全球總產(chǎn)量的57%以上。水泥工業(yè)排放的溫室 氣體99%以上為二氧化碳，每生產(chǎn)1噸水泥熟料大約就產(chǎn)生1噸二氧化碳氣體。2009年我 國水泥產(chǎn)量約16. 5億噸，二氧化碳排放量約8. 4億噸，2010年同比增長31%，水泥工業(yè)是單 位產(chǎn)值二氧化碳排放量的龍頭老大，而混凝土行業(yè)是水泥工業(yè)的最大用戶。
[0003] 煤化工、金屬冶煉企業(yè)、電廠工藝過程尾礦或尾渣是在一定技術經(jīng)濟條件下排出 的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計，2000年以前我國各類工業(yè)企業(yè)及礦山產(chǎn)出的尾礦總量為50. 26億噸，其 中煤化工尾渣為8. 6億噸；電廠尾渣為12. 3億噸；金屬冶煉企業(yè)尾渣為9. 8億噸；尾渣占全 國固體廢料的1/3左右，但尾渣綜合利用率僅為8. 2%左右，尾渣排入河道、溝谷、低地，污 染水土大氣，占用大量的土地資源，甚至需要建設專門的尾渣庫來堆存，占用了大量農田、 林地，對環(huán)境也有一定污染。破壞環(huán)境，乃至造成災害。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種密實骨架高摻摻合料混凝土，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其 能有效解決尾渣不能合理利用而造成環(huán)境污染乃至災害的問題。
[0005] 本發(fā)明的技術方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種密實骨架高摻摻合料混凝 土，原料按重量份數(shù)包括水泥180份至350份、粉煤灰50份至200份、礦粉50份至100份、 水淬渣超細粉50份至100份、外加劑5份至18份、特細砂150份至400份、中砂500份至 800份、鵝卵石800份至1000份、纖維素 0. 05份至0. 12份、水150份至180份。
[0006] 下面是對上述發(fā)明技術方案之一的進一步優(yōu)化或/和改進： 上述密實骨架高摻摻合料混凝土按下述方法得到，將所需量的鵝卵石、中砂、特細砂、 水淬渣超細粉、礦粉、粉煤灰、水泥和纖維素拌合均勻后得到混合料，然后在混合料中加入 所需量的外加劑和水并攪拌均勻得到密實骨架高摻摻合料混凝土。
[0007] 上述粉煤灰為II級粉煤灰、粉煤灰的密度為2915 kg/m3、粉煤灰的需水量比為 104% ;或/和，礦粉為煤化工蒸包爐渣超細粉，礦粉的密度為2905kg/m3至2950kg/m3、礦粉 的比表面積為419m2/kg至450m2/kg ;或/和，水淬渣超細粉的密度為3126kg/m3至3300kg/ m3，水淬渣超細粉的比表面積為450m2/kg至473m2/kg ;或/和，外加劑為聚羧酸高效減水劑， 外加劑中固體物的質量百分含量為20. 5%至22. 8% ;或/和，水為磁化水。
[0008] 上述特細砂的表觀密度為2650kg/m3至2680kg/m3，特細砂中Si02的質量百分含量 為70%至80%，特細砂的細度模數(shù)為0. 7至0. 9 ;或/和，中砂的表觀密度為2610 kg/m3至 2650kg/m3,中砂中Si02的質量百分含量為70%至80%，中砂的細度模數(shù)為2. 3至2. 5 ;或/ 和，鵝卵石的表觀密度為2650kg/m3至2750kg/m3 ;或/和，纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖 維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為25至45 : 35至55 : 10至30組成的混合物。
[0009] 上述纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為 30 ： 40 ： 25組成的混合物。
[0010] 本發(fā)明的技術方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種密實骨架高摻摻合料混凝 土的制備方法，按下述步驟進行：將所需量的鵝卵石、中砂、特細砂、水淬渣超細粉、礦粉、粉 煤灰、水泥和纖維素拌合均勻后得到混合料，然后在混合料中加入所需量的外加劑和水并 攪拌均勻得到密實骨架高摻摻合料混凝土。
[0011] 下面是對上述發(fā)明技術方案之二的進一步優(yōu)化或/和改進： 上述粉煤灰為II級粉煤灰、粉煤灰的密度為2915kg/m3、粉煤灰的需水量比為104% ;或 /和，礦粉為煤化工蒸包爐渣超細粉，礦粉的密度為2905kg/m3至2950kg/m3、礦粉的比表面 積為419m2/kg至450m2/kg ;或/和，水淬渣超細粉的密度為3126kg/m3至3300kg/m3，水淬 渣超細粉的比表面積為450m2/kg至473m2/kg ;或/和，外加劑為聚羧酸高效減水劑，外加劑 中固體物的質量百分含量為20. 5%至22. 8% ;或/和，水為磁化水。
[0012] 上述特細砂的表觀密度為2650kg/m3至2680kg/m3，特細砂中Si02的質量百分含 量為70%至80%，特細砂的細度模數(shù)為0. 7至0. 9 ;或/和，中砂的表觀密度為2610kg/m3至 2650kg/m3,中砂中Si02的質量百分含量為70%至80%，中砂的細度模數(shù)為2. 3至2. 5 ;或/ 和，鵝卵石的表觀密度為2650kg/m3至2750kg/m3 ;或/和，纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖 維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為25至45 : 35至55 : 10至30組成的混合物。
[0013] 上述纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為 30 ： 40 ： 25組成的混合物。
[0014] 本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土中的水泥用量和水量較傳統(tǒng)標準配合比得到 的混凝土中的水泥用量和水量有很大幅度的降低，較現(xiàn)有傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土和 現(xiàn)有密實骨架堆積配合比得到的混凝土相比，本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土中粉煤灰 和礦粉的用量明顯增多，增加了特細砂的用量，同時大大降低了水泥用量，在不降低抗壓強 度的情況下大大節(jié)約了成產(chǎn)成本。

【具體實施方式】
[0015] 本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0016] 實施例1，該密實骨架高摻摻合料混凝土原料按重量份數(shù)包括水泥180份至350 份、粉煤灰50份至200份、礦粉50份至100份、水淬渣超細粉50份至100份、外加劑5份至 18份、特細砂150份至400份、中砂500份至800份、鵝卵石800份至1000份、纖維素 0. 05 份至0. 12份、水150份至180份。
[0017] 實施例2，該密實骨架高摻摻合料混凝土原料按重量份數(shù)包括水泥180份或350 份、粉煤灰50份或200份、礦粉50份或100份、水淬渣超細粉50份或100份、外加劑5份或 18份、特細砂150份或400份、中砂500份或800份、鵝卵石800份或1000份、纖維素 0. 05 份或0. 12份、磁化水150份或180份。水泥可為青松建化P. 042. 5水泥；水淬渣超細粉可 為鋼廠水淬渣超細粉；煤化工蒸包爐渣超細粉可為新疆奎屯煤化工蒸包爐渣超細粉。
[0018] 實施例3，該密實骨架高摻摻合料混凝土按下述制備方法得到，將所需量的鵝卵 石、中砂、特細砂、水淬渣超細粉、礦粉、粉煤灰、水泥和纖維素拌合均勻后得到混合料，然后 在混合料中加入所需量的外加劑和水并攪拌均勻得到密實骨架高摻摻合料混凝土。纖維素 在拌合過程中，在分子內和分子間可形成大量氫鍵，對骨料起到分散作用，均勻分布，其分 散作用機理為吸附在粒子表面形成緊密吸附層來防止粒子間的絮凝與聚并，從而達到分散 穩(wěn)定作用；此外，它還可以使表面張力或界面張力減小使液體珠滴變小，也達到分散作用目 的。
[0019] 實施例4，作為上述實施例的優(yōu)化，實施例4中粉煤灰為II級粉煤灰、粉煤灰的密 度為2915kg/m3、粉煤灰的需水量比為104% ;或/和，礦粉為煤化工蒸包爐渣超細粉，礦粉的 密度為2905kg/m3至2950kg/m3、礦粉的比表面積為419m2/kg至450m 2/kg ;或/和，水淬渣超 細粉的密度為3126kg/m3至3300kg/m3，水淬渣超細粉的比表面積為450m 2/kg至473m2/kg ； 或/和，外加劑為聚羧酸高效減水劑，外加劑中固體物的質量百分含量為20. 5%至22. 8% ； 或/和，水為磁化水。磁化水可為利用現(xiàn)有技術鈉離子交換軟化脫堿法制得并經(jīng)過專利文 獻"CN200420041615酒水加熱磁化器"處理制得，磁化水既能夠降低水的硬度、又能夠降低 水的堿度、提高水的活性和滲透性，改善水膠反應效果。特細砂是經(jīng)過新疆沙漠戈壁荒灘特 有的一種資源，可采用申請?zhí)枮?01320609412. 6的專利：一種混凝土干燥骨料連續(xù)多級風 選分級系統(tǒng)"專利技術風選分級回收而得的一種特細砂。
[0020] 實施例5，作為上述實施例的優(yōu)化，實施例5中特細砂的表觀密度為2650kg/m3至 2680kg/m3，特細砂中Si02的質量百分含量為70%至80%，特細砂的細度模數(shù)為0. 7至0. 9 ; 或/和，中砂的表觀密度為2610kg/m3至2650kg/m3，中砂中Si02的質量百分含量為70%至 80%，中砂的細度模數(shù)為2. 3至2. 5 ;或/和，鵝卵石的表觀密度為2650kg/m3至2750kg/m3 ； 或/和，纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為25至45 ： 35 至55 ： 10至30組成的混合物。
[0021] 一.性能參數(shù)對比試驗 根據(jù)現(xiàn)有傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土、現(xiàn)有密實骨架堆積配合比得到的混凝土和本 發(fā)明上述實施例得到的密實骨架高摻摻合料混凝土的平均性能參數(shù)如表1所示；表1中， ZBZCXF為煤化工蒸包爐渣超細粉，SCZCXF為煉鋼廠水淬渣超細粉，2FMHCXF為II級粉煤灰 超細粉；P11、P12、P13和P14為傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土，X11、X12、X13和X14為現(xiàn)有 密實骨架堆積配合比得到的混凝土，Yll、Y12、Y13和Y14為本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混 凝土。
[0022] 從表1可以看出本發(fā)明上述實施例得到的密實骨架高摻摻合料混凝土中的水泥 用量和水量較傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土中的水泥用量和水量有很大幅度的降低，且本 發(fā)明上述實施例得到的密實骨架高摻摻合料混凝土較傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土的和 易性、可泵送性能、塌落度以及擴展度有較大改善；本發(fā)明上述實施例得到的密實骨架高摻 摻合料混凝土較現(xiàn)有傳統(tǒng)標準配合比得到的混凝土和現(xiàn)有密實骨架堆積配合比得到的混 凝土相比，本發(fā)明上述實施例得到的密實骨架高摻摻合料混凝土中粉煤灰和礦粉的用量明 顯增多，增加了特細砂的用量，同時大大降低了水泥用量，28天后的平均抗壓強度與現(xiàn)有傳 統(tǒng)標準配合比得到的混凝土和現(xiàn)有密實骨架堆積配合比得到的混凝土的平均抗壓強度相 當，說明本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土在不降低抗壓強度的情況下大大節(jié)約了生產(chǎn)成 本。
[0023] 本發(fā)明利用粉煤灰、煤化工蒸包爐渣超細粉、水淬渣超細粉三摻效應，將本發(fā)明密 實骨架高摻摻合料混凝土的屈服應力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應力克服，使混凝土流 動性增大，同時又具有足夠的塑性粘度，令骨料懸浮于水泥漿中；同時能調節(jié)本發(fā)明密實 骨架高摻摻合料混凝土的流變性能，提高塑性粘度，提高拌合物中的漿固比，改善混凝土和 易性，使混凝土勻質性得到改善，并減少粗細骨料顆粒之間的摩擦力，提高混凝土的通阻能 力；本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土中用特細砂取代部分現(xiàn)有技術所用的粉煤灰和礦粉 等部分摻合料和水泥，采用較小粒徑的鵝卵石與現(xiàn)有技術中常用的粒徑為5 _至25_的 鵝卵石進行復合，改善粗集料的級配，使得鵝卵石骨料的空隙率最小，可達到最大堆積密實 度；纖維素的加入使本發(fā)明密實骨架高摻摻合料混凝土具有明顯的增稠、保水、均水作用， 混凝土拌合物不泌水、不離析，提高了混凝土的勻質性、和易性。
[0024] 二·經(jīng)濟效益對比 本發(fā)明密實骨架高摻摻合料高性能混凝土的平均水膠比為0. 22至0. 35、平均砂率為 45%至55%，具有低膠材自密實特性，與現(xiàn)有技術相比可降低水泥用量至少60kg/m3，即降 低膠凝材料用量至少60kg/m3,綜合利用固體廢棄物至少500kg/m3,降低成本至少30元/m 3, 而每減少一噸水泥約減少1噸C02排放量，2011年全國生產(chǎn)混凝土 63275. 49萬方，新疆省 僅北疆區(qū)域生產(chǎn)混凝土 3235. 45萬方，那么應用本發(fā)明2011年全國可減少C02排放量3163 萬噸，新疆北疆區(qū)域可減少C02排放量161萬噸；由此看出，本發(fā)明降低了膠凝材料、水泥的 用量，使得混凝土在減少膠材的情況下，也能用于如水下、輻射及劇毒等各種強度等級的形 狀復雜、配筋密集、不易振搗的現(xiàn)代建筑結構。并且在提高工作性，降低砼收縮的情況下仍 能達到高強度混凝土的基本要求。水泥用量的降低，減少了二氧化碳排放量，有利于節(jié)能、 減排、降耗和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展；水泥用量的減少和綜合利用固體廢棄物，降低了本發(fā)明的 生產(chǎn)成本。
[0025] 以上技術特征構成了本發(fā)明的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據(jù) 實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1. 一種密實骨架高摻摻合料混凝土，其特征在于原料按重量份數(shù)包括水泥180份至 350份、粉煤灰50份至200份、礦粉50份至100份、水淬渣超細粉50份至100份、外加劑5 份至18份、特細砂150份至400份、中砂500份至800份、鵝卵石800份至1000份、纖維素 0. 05份至0. 12份、水150份至180份。
2.根據(jù)權利要求1所述的密實骨架高摻摻合料混凝土，其特征在于按下述方法得到， 將所需量的鵝卵石、中砂、特細砂、水淬渣超細粉、礦粉、粉煤灰、水泥和纖維素拌合均勻后 得到混合料，然后在混合料中加入所需量的外加劑和水并攪拌均勻得到密實骨架高摻摻合 料混凝土。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的密實骨架高摻摻合料混凝土，其特征在于粉煤灰為II級 粉煤灰、粉煤灰的密度為2915kg/m3、粉煤灰的需水量比為104% ;或/和，礦粉為煤化工蒸包 爐渣超細粉，礦粉的密度為2905kg/m3至2950kg/m3、礦粉的比表面積為419m 2/kg至450m2/ kg ;或/和，水淬渣超細粉的密度為3126kg/m3至3300kg/m3，水淬渣超細粉的比表面積為 450m2/kg至473m2/kg ;或/和，外加劑為聚羧酸高效減水劑，外加劑中固體物的質量百分含 量為20. 5%至22. 8% ;或/和，水為磁化水。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的密實骨架高摻摻合料混凝土，其特征在于特細砂的 表觀密度為2650kg/m3至2680kg/m3，特細砂中Si02的質量百分含量為70%至80%，特細砂 的細度模數(shù)為0. 7至0. 9 ;或/和，中砂的表觀密度為2610kg/m3至2650kg/m3,中砂中Si02 的質量百分含量為70%至80%，中砂的細度模數(shù)為2. 3至2. 5 ;或/和，鵝卵石的表觀密度為 2650kg/m3至2750kg/m3 ;或/和，纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和輕丙基甲基纖維素 按質量比為25至45 ： 35至55 ： 10至30組成的混合物。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的密實骨架高摻摻合料混凝土，其特征在于纖維 素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為30 ： 40 ： 25組成的混合 物。
6. 一種根據(jù)權利要求1所述的密實骨架高摻摻合料混凝土的制備方法，其特征在于按 下述步驟進行：將所需量的鵝卵石、中砂、特細砂、水淬渣超細粉、礦粉、粉煤灰、水泥和纖維 素拌合均勻后得到混合料，然后在混合料中加入所需量的外加劑和水并攪拌均勻得到密實 骨架高摻摻合料混凝土。
7.根據(jù)權利要求6所述的密實骨架高摻摻合料混凝土的制備方法，其特征在于粉煤灰 為II級粉煤灰、粉煤灰的密度為2915kg/m3、粉煤灰的需水量比為104% ;或/和，礦粉為煤 化工蒸包爐渣超細粉，礦粉的密度為2905kg/m3至2950kg/m3、礦粉的比表面積為419m 2/kg 至450m2/kg ;或/和，水淬渣超細粉的密度為3126kg/m3至3300kg/m3，水淬渣超細粉的比表 面積為450m2/kg至473m2/kg ;或/和，外加劑為聚羧酸高效減水劑，外加劑中固體物的質量 百分含量為20. 5%至22. 8% ;或/和，水為磁化水。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的密實骨架高摻摻合料混凝土的制備方法，其特征在于特 細砂的表觀密度為2650kg/m3至2680kg/m3，特細砂中Si02的質量百分含量為70%至80%， 特細砂的細度模數(shù)為0. 7至0. 9 ;或/和，中砂的表觀密度為2610kg/m3至2650kg/m3，中砂 中Si02的質量百分含量為70%至80%，中砂的細度模數(shù)為2. 3至2. 5 ;或/和，鵝卵石的表 觀密度為2650kg/m3至2750kg/m3 ;或/和，纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲 基纖維素按質量比為25至45 ： 35至55 ： 10至30組成的混合物。
9.根據(jù)權利要求6或7或8所述的密實骨架高摻摻合料混凝土的制備方法，其特征在 于纖維素為羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素按質量比為30 ： 40 ： 25組成 的混合物。
【文檔編號】C04B28/00GK104045276SQ201410278569
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權日:2014年6月20日
【發(fā)明者】王建軍 申請人:新疆宇鑫混凝土有限公司