專利名稱：不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土復(fù)合摻合料，尤其涉及一種可適應(yīng)絕大部分偏遠(yuǎn)地 區(qū)施工的不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料及其應(yīng)用，屬于混凝土建筑施工 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)混凝土的原材料主要由水泥、摻合材料、外加劑、骨料和水這 幾部份組成。其中，(1)水泥， 一般可分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、 礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等不同品種，不同品種水泥由于水泥熟料 礦物組成不同或摻不同種類數(shù)量的混合材料，具有不同的特征，需根據(jù)實(shí)際情 況來選擇；(2)摻合料， 一般以粉煤灰為摻合料，混凝土中常用的粉煤灰屬于 人工火山灰質(zhì)材料，粉煤灰在水泥混凝土中主要有三大效應(yīng)形態(tài)效應(yīng)、活性 效應(yīng)和微集料效應(yīng)，其主要作用是降低混凝土水發(fā)熱升溫，改善混凝土性能， 節(jié)約水泥；(3)外加劑，國內(nèi)用的外加劑主要有減水劑、引氣劑、緩凝劑、速 凝劑、早強(qiáng)劑等，外加劑主要起到提高混凝土耐久性和強(qiáng)度，改善混凝土的和 易性和施工工藝等作用；(4)骨料，混凝土用的骨料分為細(xì)骨料砂和粗骨料(小 石、中石、大石及特大石)，根據(jù)不同的級配選擇骨料種類及數(shù)量。但在實(shí)際施工中，有很多施工場地位于非常偏遠(yuǎn)的地區(qū)，這些地區(qū)往往距 離粉煤灰生產(chǎn)地有很遠(yuǎn)的距離，長途運(yùn)輸需要大量的人力、財(cái)力和時間，所以 會造成施工成本的增加；而且有的地方交通不便，也為運(yùn)輸粉煤灰?guī)砹撕艽?的障礙；更重要的，粉煤灰也并不是要多少就有多少的原料，也存在資源有限 的局限，而且長途運(yùn)輸和交通不便的缺陷甚至可能導(dǎo)致工期的延期?？偟膩碚f，尋找資源豐富、方便就地取材的原料，成為野外混凝土施工非常重要的新途徑。 以我國水電工程為例，我國水電資源分布總體上"東"少"西"多，東部地區(qū)水能資源量僅占全國的7%，西部地區(qū)占75%以上，西部又主要富集于青藏 高原及其次區(qū)域的云南、四川、貴州、廣西、西藏、青海和甘肅等省區(qū)。 一些 水利水電工程所處地理位置偏僻、環(huán)境條件惡劣、交通不便，所需的常規(guī)原材 料獲取困難，需要利用當(dāng)?shù)夭牧辖鉀Q。目前，國內(nèi)未見鐵礦渣粉加石灰?guī)r粉替代粉煤灰來拌合碾壓混凝土及復(fù)合 摻合料配合比的文獻(xiàn)報(bào)道，采用鐵礦渣粉加石灰?guī)r粉替代粉煤灰應(yīng)用于碾壓混 凝土及常態(tài)混凝土在國內(nèi)同行業(yè)仍是研究、發(fā)展的新課題，理論上可行，但需 試驗(yàn)及工程應(yīng)用實(shí)例來論證。我局正是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新的創(chuàng)新，并在經(jīng)過一 個試驗(yàn)工程后確定此項(xiàng)新技術(shù)，并在此向國家專利局申報(bào)專利。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種可適應(yīng)絕大部分偏遠(yuǎn)地 區(qū)施工的不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料及其應(yīng)用。 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明中的不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料，其成份為鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉。鐵礦渣是煉鐵時礦石中的二氧化硅Si02、氧化鋁A1A等雜質(zhì)，在高溫 情況下與石灰等熔劑化合而成的物質(zhì)，其化學(xué)成分主要為氧化鈣CaO、 二氧化 硅Si02、氧化鋁A1A活性成分。熱熔礦渣經(jīng)過(水、壓縮空氣或蒸氣)急速冷 卻，形成以玻璃體結(jié)構(gòu)為主、活性得到提高的?；郀t礦渣。?；郀t礦渣玻 璃體結(jié)構(gòu)處在高能量狀態(tài)不穩(wěn)定，潛在活性大，需經(jīng)過磨細(xì)才能使其潛能發(fā)揮 出來。?；郀t渣經(jīng)干燥、粉磨、達(dá)到適當(dāng)細(xì)度的粉體稱為磨細(xì)礦渣粉。石粉 是將石灰石或其它巖石磨細(xì)后作為摻合料使用， 一般認(rèn)為它沒有活性，只是作為填充料，起到節(jié)約水泥的作用；同時，在碾壓混凝土中，適量的石粉還可以 改善混凝土可碾性，降低水化熱。石灰?guī)r粉單獨(dú)作為混凝土摻合料替代水泥是 難以滿足要求的，它必須與其它活性能量大的材料(本發(fā)明采用鐵礦渣粉)進(jìn) 行混摻才能滿足要求。鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉在絕大部分地區(qū)都可以采集，均取 自于施工當(dāng)?shù)?，非常方便。作為本發(fā)明的最佳方案，所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的質(zhì)量配比為1 : 1。 經(jīng)過試驗(yàn)證明，鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的質(zhì)量配比為1 : 1時，其混凝土的密度、硬度等技術(shù)指標(biāo)可以達(dá)到最佳。所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的細(xì)度與共同使用的水泥細(xì)度為同一數(shù)量級。這 樣便于鐵礦渣粉、石灰?guī)r粉和水泥之間相互溶合，達(dá)到最佳效果。本發(fā)明中不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料的應(yīng)用，由以下原料共同混合調(diào)配混凝土漿所述新型復(fù)合摻合料；普通硅鹽水泥；由減水劑和引氣劑組 成的外加劑；由細(xì)骨料砂和粗骨料組成的石灰?guī)r人工骨料；水。經(jīng)過試驗(yàn)證明， 用上述原料混合調(diào)配混凝土漿，其混凝土的密度、硬度等技術(shù)指標(biāo)可以達(dá)到最 佳。本發(fā)明的有益效果在于磨細(xì)鐵礦渣粉和磨細(xì)石灰?guī)r復(fù)合料具有潛在的活性，能與水泥的水化產(chǎn)物 氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成具有膠結(jié)性能的穩(wěn)定的水化產(chǎn)物，從而對改 善硬化混凝土的技術(shù)性能起到重要作用；與傳統(tǒng)混凝土摻合料相比，在距粉煤 灰生產(chǎn)地距離較遠(yuǎn)的地方使用時，使用本發(fā)明而完成的混凝土工程質(zhì)量優(yōu)良， 成本明顯降低。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步具體說明 實(shí)施例以我局在地處中國、老撾、越南三國交界處的偏遠(yuǎn)山區(qū)所完成的新技術(shù)試 驗(yàn)工程——云南土卡河水電站為例，該地區(qū)雨季長、雷暴頻繁，具有長夏無冬、 高氣溫，高陽光輻射、高蒸發(fā)量和晝夜溫差較大等特點(diǎn)。由于當(dāng)?shù)責(zé)o粉煤灰， 受地域條件的限制，外地運(yùn)來的粉煤灰運(yùn)距長、路途險，而且價格非常昂貴， 通過對當(dāng)?shù)夭牧险{(diào)査、了解，按照就地取材原則，決定采用本發(fā)明所述的新型 復(fù)合摻合料替代粉煤灰作為混凝土摻合料，以解決粉煤灰匱乏的難題。施工過程中，我們采用當(dāng)?shù)厝菀撰@取的材料作為混凝土原材料，其中包括-(1) 水泥選用思茅地區(qū)建峰水泥廠生產(chǎn)的野象牌P 0 42. 5普通 硅酸鹽水泥。選用水泥各指標(biāo)均能滿足《硅酸鹽水泥、普通硅酸 鹽水泥》(GB175-1999)中有關(guān)普通硅酸鹽水泥的規(guī)定，為合格 水泥；(2) 外加劑主要采用了減水劑和引氣劑，減水劑采用成都合力混凝 土外加劑有限公司生產(chǎn)的FDN-S緩凝高效減水劑，引氣劑采用 PS-1型引氣劑，采用的PDN-S緩凝高效減水劑和PS-1型引氣劑 檢測成果符合規(guī)范要求；(3) 骨料混凝土粗、細(xì)骨料均為人工石灰?guī)r骨料，經(jīng)鑒定巖石的礦 物化學(xué)成分為方解石含量大于99%，石英、白云石小于1%，褐 鐵礦小于1%，為非堿活性食集料；(4) 摻合料通過運(yùn)距、供貨能力、成本等綜合因素比較確定，我們 決定選用附近景谷縣泰裕水泥廠的磨細(xì)鐵礦渣粉和磨細(xì)石灰?guī)r 粉新型復(fù)合料替代粉煤灰作為混凝土的摻合材料。所述鐵礦渣粉 和石灰?guī)r粉的質(zhì)量配比為1:1，所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的細(xì) 度與上述水泥的細(xì)度為同一數(shù)量級；(5) 水就地取材，適量。土卡河水電站于2004年底開始施工，2007年11月基本完成，采用鐵礦渣 粉和石灰?guī)r粉新型復(fù)合料共澆筑壩體混凝土 52. 9萬m3，其中壩體碾壓混凝土 為24.64萬m3，共計(jì)使用鐵礦渣與石粉巖復(fù)合料38270t。通過一年多的全面監(jiān) 測結(jié)果表明沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，工程質(zhì)量優(yōu)良。土卡河水電站采用鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉新型復(fù)合料替代粉煤灰作為混凝土 摻和料，獲得的綜合經(jīng)濟(jì)效益超過1500萬元，其中直接經(jīng)濟(jì)效益為720萬元。 同時，鐵礦渣和石灰?guī)r的開采與加工解決了近百人的就業(yè)問題，并增加了地方 的稅收，對云南偏遠(yuǎn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到促進(jìn)作用。土卡河電站混凝土采用鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉新型摻合料，解決了粉煤灰匱 乏的難題，材料應(yīng)用技術(shù)方面突破了混凝土摻合料較為單一的局面。同時，新 型復(fù)合材料應(yīng)用成果為我國缺乏粉煤灰地區(qū)的水工混凝土施工和溫控技術(shù)等方 面提供參考依據(jù)和成功經(jīng)驗(yàn)，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。
權(quán)利要求
1、一種不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料，其特征在于其成份為鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合慘合料，其特征在 于所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的質(zhì)量配比為1:1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料，其特征 在于:所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的細(xì)度與共同使用的水泥細(xì)度為同一數(shù)量 級。
4、 一種權(quán)利要求1所述的不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料的應(yīng)用，其特 征在于由以下原料共同混合調(diào)配混凝土漿所述新型復(fù)合摻合料；普通 硅鹽水泥；由減水劑和引氣劑組成的外加劑；由細(xì)骨料砂和粗骨料組成的 石灰?guī)r人工骨料；水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不含粉煤灰的混凝土新型復(fù)合摻合料，其成份為鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉；所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的質(zhì)量配比為1∶1；所述鐵礦渣粉和石灰?guī)r粉的細(xì)度與共同使用的水泥細(xì)度為同一數(shù)量級。本發(fā)明還公開了一種所述新型復(fù)合摻合料的應(yīng)用由以下原料共同混合調(diào)配混凝土漿所述新型復(fù)合摻合料；普通硅鹽水泥；由減水劑和引氣劑組成的外加劑；由細(xì)骨料砂和粗骨料組成的石灰?guī)r人工骨料；水。由于鐵礦渣粉具有很高的活性，與傳統(tǒng)混凝土摻合料相比，在距粉煤灰生產(chǎn)地距離較遠(yuǎn)的地方使用時，使用本發(fā)明而完成的混凝土工程質(zhì)量優(yōu)良，成本明顯降低。
文檔編號C04B18/14GK101244905SQ200810044939
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者劉永奎, 廖祖粱, 軍 趙 申請人:中國水利水電第五工程局