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CN108249849B - 一种高石灰石粉掺量绿色混凝土 - Google Patents

一种高石灰石粉掺量绿色混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，属于绿色混凝土技术领域，包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300‑350份，改性石灰石粉100‑130份，改性超细粉煤灰20‑40份，河砂400‑500份，机制砂300‑400份，碎石900‑1000份，水160‑165份，减水剂6‑6.5份。本发明可以大量消纳机制砂生产过程中形成的固体废弃物石灰石粉，通过添加改性石灰石粉和超细粉煤灰，显著提高了混凝土强度，克服了通常石灰石粉混凝土抗冻性能差的缺点，将混凝土的抗冻等级从原来的F50提升至F200。

Description

一种高石灰石粉掺量绿色混凝土
技术领域
本发明涉及一种绿色混凝土，特别涉及一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，属于绿色高性能混凝土技术领域。
背景技术
目前，传统矿物掺合料如粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等在一些地区出现匮乏现象，甚至于出现了大量造假粉煤灰，因此迫切需要寻找代替性的矿物掺合料。岩石粉作为机制砂生产过程中的固体废弃物，如果得不到利用，则会造成极大的污染，也会给机制砂生产企业环境压力。
目前，石灰石粉应用于混凝土，如果掺量过大混凝土的抗冻性能就会变差，不利于岩石粉的利用。一般情况下岩石粉掺量大于胶凝材料用量的15%，混凝土抗冻等级约为F50，在需要考虑抗冻的地方都不能用。
基于以上存在问题，本发明通过加入抗冻粉改性的石灰石粉，和通过物理和化学的作用改性的超细粉煤灰，显著提高了绿色混凝土的力学性能和抗冻性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，可以大量消纳机制砂生产过程中形成的固体废弃物，同时提高了混凝土的强度，解决了通常岩石粉混凝土抗冻性能差的问题。
本发明提供了一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，其技术方案如下：
一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300-350份，改性石灰石粉100-130份，改性超细粉煤灰20-40份，河砂400-500份，机制砂300-400份，碎石900-1000份，水160-165份，减水剂6-6.5份；
所述改性石灰石粉通过以下方法进行改性处理：
将90重量份的石灰石粉、9重量份的抗冻粉和1重量份的助磨剂依次放入球磨机中，混磨至45μm，筛余小于12%，即得改性石灰石粉；所述助磨剂由70重量份的三乙醇胺和30重量份的三异丙醇胺组成；
所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：
将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，即得改性超细粉煤灰；所述碱性激发剂由50重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和15重量份的元明粉组成。
作为优选，所述波特兰水泥的添加量为320-340重量份。“波特兰水泥”为硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。
作为优选，所述石灰石粉为机制砂生产过程中形成的固体废弃物，所述石灰石粉中碳酸钙的含量大于80%。
作为优选，所述河砂的添加量为440-460重量份，所述河砂的细度模数为2.6-3.0。
作为优选，所述机制砂的细度模数为2.5-2.8，机制砂中石粉的质量含量为5-10%，机制砂的压碎值小于10%。
作为优选，所述碎石为5-26.5mm连续级配碎石，密度等级大于2600kg/m3，孔隙率小于42%，碎石的压碎值小于8%。
作为优选，所述减水剂为聚羧酸盐减水剂，其固含量大于30%，减水率大于25%，聚羧酸盐减水剂对水泥颗粒有很好的分散作用，能减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性。
作为优选，所述抗冻粉为由二氧化硅、氧化镁、氧化铝、硅铝镁化合物中的一种或多种经800-1000摄氏度高温喷射、碾压、粉磨而成，其主要作用是为了提高石灰石粉绿色混凝土的抗冻性能，保证混凝土可在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能以及在低温下防止物料中水分结冰。本发明中抗冻粉配合聚羧酸盐减水剂使用，可进一步提高混凝土的防冻性能，且添加了经明矾石、二水石膏和元明粉进行改性处理的超细粉煤灰，克服了传统粉煤灰惰性的缺点，提高了粉煤灰的活性，从而进一步提高了混凝土的力学性能。
本发明的有益效果在于：
本发明可以大量消纳机制砂生产过程中形成的固体废弃物，通过添加改性石灰石粉和超细粉煤灰，提高了混凝土的强度，解决了通常石灰石粉混凝土抗冻性能差的问题，将混凝土的抗冻等级从原来的F50提升至F200。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步描述。实施例的描述仅为便于理解和应用本发明，而非对本发明保护的限制。
本发明可以根据实际工程对混凝土性能的要求适当调整配方，按照以下实施例所述的方法进行操作，配制出满足性能要求的高石灰石粉掺量绿色混凝土。
采用的主要原料如下：
波特兰水泥：金隅42.5普通硅酸盐水泥。
石灰石粉：云南公路投资建设有限公司生产，碳酸钙含量82%。
粉煤灰：建研昆仑有限公司出售。
河砂：建研昆仑有限公司出售，细度模数2.6.
机制砂：云南公路投资建设有限公司生产，细度模数2.5，石粉含量9%。
碎石：建研昆仑有限公司出售。
抗冻粉：河南科丽奥高新材料有限公司生产。
聚羧酸减水剂：建研昆仑有限公司出售的KLS3，减水率为35%。
测试标准：
按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）标准测试混凝土的抗压强度。
按照《普通混凝土耐久性和长期性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）标准测试混凝土的抗冻性能。
空白对比例：
常规的石灰石粉混凝土，其原料及重量百分比如下：波特兰水泥350kg，普通石灰石粉120 kg，河砂400 kg，机制砂400kg，碎石1000 kg，水160 kg，减水剂6 kg，通过拌合成型抗压强度和抗冻性试块进行测试。
实施例1-7：
一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，按照表1中配方所示，称取相应的重量的如下原料：波特兰水泥、改性石灰石粉、改性超细粉煤灰、河砂、机制砂、碎石、水，通过拌合成型抗压强度和抗冻性试块进行测试。
所述改性石灰石粉通过以下方法进行改性处理：
将90重量份的石灰石粉、9重量份的抗冻粉和1重量份的助磨剂依次放入球磨机中，混磨至45μm，筛余小于12%，即得改性石灰石粉；所述助磨剂由70重量份的三乙醇胺和30重量份的三异丙醇胺组成；
所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：
将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，即得改性超细粉煤灰；所述碱性激发剂由50重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和15重量份的元明粉组成。
其中实施例1采用的抗冻粉为二氧化硅。
实施例2采用的抗冻粉为氧化镁。
实施例3采用的抗冻粉为氧化镁和二氧化硅的混合物，其中氧化镁和二氧化硅的质量比为3:1。
实施例4采用的抗冻粉为氧化铝。
实施例5采用的抗冻粉为氧化镁和氧化铝混合物，其中氧化镁和氧化铝的质量比为1:1。
实施例6采用的抗冻粉为二氧化硅和氧化铝混合物，其中二氧化硅和氧化铝的质量比为2:1。
实施例7采用的抗冻粉为硅铝镁化合物。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
分别将空白对比例、实施例1-7的成型试块标准养护28d后，通过《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）和《普通混凝土耐久性和长期性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）标准测试混凝土的抗压强度和抗冻性，测试结果如表2所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
通过以上数据可以看出，将实施例的测试结果与对比例进行比较，发现用改性石灰石粉和改性超细煤灰粉取代普通的石灰石粉后，在其他组分添加量不变的情况下(具体参见空白例和实例1的对比)，混凝土的抗压强度得到明显提升，从41.2 MPa提升至46.7MPa，且抗冻等级由F50提升至F200，通过实施例1-7的测试数据可知，改性后的混凝土的抗压强度均比常规的混凝土的高，且抗冻等级均可达F200。
通过以上具体实施方式的测试数据来看，本发明与目前常见的石灰石粉混凝土相比，通过添加掺加抗冻粉混磨改性的石灰石粉，和加入通过机械激发和化学激发复合作用激发的改性粉煤灰，显著提高了混凝土的抗冻性，且同时保证了混凝土抗压强度。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：它包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300-350份，改性石灰石粉100-130份，改性超细粉煤灰20-40份，河砂400-500份，机制砂300-400份，碎石900-1000份，水150-165份，减水剂6-6.5份；
所述改性石灰石粉通过以下方法进行改性处理：
将90重量份的石灰石粉、9重量份的抗冻粉和1重量份的助磨剂依次放入球磨机中，混磨至45μm，筛余小于12%，即得改性石灰石粉；所述助磨剂由70重量份的三乙醇胺和30重量份的三异丙醇胺组成；
所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：
将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，即得改性超细粉煤灰；所述碱性激发剂由50重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和15重量份的元明粉组成。
2.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述波特兰水泥的添加量为320-340重量份。
3.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述石灰石粉为机制砂生产过程中形成的固体废弃物，所述石灰石粉中碳酸钙的含量大于80%。
4.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述河砂的添加量为440-460重量份。
5.如权利要求1或4所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述河砂的细度模数为2.6-3.0。
6.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述机制砂的细度模数为2.5-2.8，机制砂中石灰石粉的质量含量为5-10%，机制砂的压碎值小于10%。
7.如权利要求5所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述机制砂的细度模数为2.5-2.8，机制砂中石灰石粉的质量含量为5-10%，机制砂的压碎值小于10%。
8.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述碎石为5-26.5mm连续级配碎石，密度等级大于2600kg/m3，孔隙率小于42%，碎石的压碎值小于8%。
9.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸盐减水剂，其固含量大于30%，减水率大于25%。
10.如权利要求1所述的高石灰石粉掺量绿色混凝土，其特征在于：所述抗冻粉为由二氧化硅、氧化镁、氧化铝、硅铝镁化合物中的一种或多种经800-1000摄氏度的高温喷射、碾压、粉磨而成。
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