專利名稱：：一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種混凝土。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，造成水泥、砂、石、外加劑等各種混凝土原材料的價格上漲，這對商品混凝土的成本造成了很大的沖擊。目前由于生產(chǎn)商品混凝土的廠家眾多，在市場競爭激烈、商品混凝土的價格無法上漲的前提下繼續(xù)使用傳統(tǒng)的混凝土配合比必定不能使企業(yè)達(dá)到做大做強(qiáng)的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種低成本、高性能的混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，其特征在于它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m3)為水O.580.7，水泥11.5，粉煤灰和礦粉0.300.36，砂2.372.99,混合粗集料3.794.6，減水劑0.010.25;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為5070%，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為3050%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石4080%，卵石1030%，高爐礦渣1030%，所述碎石的粒徑為531.5mm，卵石的粒徑為531.5誦，高爐礦渣的粒徑為531.5ram。所述的原料包括早強(qiáng)劑，早強(qiáng)劑的重量配比(kg/m3)為0.010.015。所述的原料包括防凍劑，防凍劑的重量配比(kg/m3)為0.020.045。所述的水泥為強(qiáng)度等級42.5的普通硅酸鹽水泥或強(qiáng)度等級42.5的硅酸鹽水泥。所述的粉煤灰為細(xì)度為45um方孔篩余量《20。/。，燒失量《8%，需水量比《105%。所述的礦粉為細(xì)磨?；郀t礦渣微粉，比表面積^350m7kg、流動度比》90%，活性指標(biāo)R75s75，R28>95。所述的減水劑為萘系高效減水劑，減水率為20%~25%，粉狀。所述的早強(qiáng)劑為FDN-B型，水不溶物《4%，凝結(jié)時間(初凝-40min、終凝-55min)，粉狀。所述的防凍劑為FDN-A型，水不溶物《4%，凝結(jié)時間(初凝-45min、終凝-60min)，粉狀。傳統(tǒng)的混凝土配合比是單一的使用碎石或卵石做為粗集料。根據(jù)原國家冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)YBJ205-84及一冶企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土用高爐礦渣碎石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，礦渣碎石可用于一般工業(yè)與民用建筑和構(gòu)筑物的強(qiáng)度等級為C40和C40以下的混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。通過試驗發(fā)現(xiàn)，在混凝土中單一使用高爐礦渣做為粗集料，由于高爐礦渣的吸水率大，造成混凝土泵送性能較差，尤其是在泵送距離較長的情況下，混凝土坍落度的損失較大，不利于混凝土的施工作業(yè)；在混凝土中單一使用卵石做為粗集料的混凝土，雖然泵送性能較好，但由于卵石的表面光滑，使得與混凝土膠凝材料的結(jié)合較差，必然使得混凝土中水泥的用量較大；在混凝土中單一使用碎石做為粗集料的混凝土，雖然能避免前兩種粗集料的缺點，但由于目前碎石的價格上漲，使得混凝土的成本較高。而將以上三種粗集料同時在混凝土中使用，不但可以互相彌補(bǔ)缺陷，而且可以降低生產(chǎn)成本。作為工業(yè)廢料的粉煤灰充分利用不僅利于環(huán)保，而且粉煤灰價格低廉，并具有潛在的火山灰活性，合理選用外加劑并使各組分優(yōu)化組合，可以極大地激發(fā)粉煤灰活性效應(yīng)。而高爐礦渣粉由于在化學(xué)成分、細(xì)度、顆粒形態(tài)等方面存在著差異，如果共同摻入到混凝土中后有可能相互激發(fā)、相互補(bǔ)充，產(chǎn)生一定的疊加效應(yīng)，其根本原因在于在水泥粉體中加入不同細(xì)度的礦物摻合料時使得粉體內(nèi)部的顆粒級配更趨合理，達(dá)到了更緊密填充的效果。粒化高爐礦渣微粉具有潛在水硬性，是水泥與混凝土的優(yōu)質(zhì)混合材料，隨著粉磨工藝的發(fā)展及預(yù)拌混凝土的興起，細(xì)磨?；郀t礦渣(微粉)作為混凝土摻合料得以廣泛的利用。粉煤灰、高爐礦渣粉的顆粒形態(tài)大部分呈玻璃微珠態(tài)，所以在混凝土中能起到減水致密作用，在混凝土硬化過程中，水泥熟料的礦物水化反應(yīng)在先，并在水化反應(yīng)過程中生成Ca(0H)2，粉煤灰的火山灰活性效應(yīng)使其能與Ca(0H)2進(jìn)行二次水化反應(yīng)，生成水化凝膠，而粉煤灰的水化產(chǎn)物又為水泥熟料中的礦物水化提供了更多的水化產(chǎn)物，粉煤灰的二次水化與水泥中礦物水化交替進(jìn)行，相輔相成，促進(jìn)了強(qiáng)度增長。粉煤灰和高爐礦渣粉的微細(xì)顆粒均勻分布于水泥漿體中，象微集料一樣，形成硬化漿體，該漿體中水泥熟料與微集料復(fù)合，起到了復(fù)合增強(qiáng)效果配制出高強(qiáng)度、高流動性、高耐久性混凝土。本發(fā)明具有如下有益效果1)、選用高爐礦渣、卵石，減少碎石用量，不但降低了成本，而且其各項性能不低于碎石混凝土。另外混凝土以活性礦物摻合料(高爐礦渣微粉與粉煤灰)取代了部分水泥，從而降低了生產(chǎn)成本，增加了企業(yè)效益，每立方米混凝土的生產(chǎn)成本可在傳統(tǒng)混凝土的基礎(chǔ)上降低20元。2)、粉煤灰是電廠生產(chǎn)的副產(chǎn)品，使用粉煤灰也是促進(jìn)環(huán)保、減少空氣污染的一種措施，礦渣屬于工業(yè)廢料，通過對工業(yè)廢料的再加工利用，也是減少環(huán)境污染的最好方法。本發(fā)明使用范圍一般工業(yè)與民用建筑和構(gòu)筑物的強(qiáng)度等級為C30和C30以下的混凝土、鋼筋混凝土。圖1是粉煤灰、礦粉復(fù)摻對水化熱的影響圖。具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1:一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，它由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m3)為水0.7，水泥l(xiāng)，粉煤灰和礦粉0.36，砂2.99，混合粗集料4.6，減水劑0.01;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為60%，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為40%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石50%，卵石25%，高爐礦渣25%，所述碎石的粒徑為531.5ram，卵石的粒徑為531.5mm,高爐礦渣的粒徑為531.5,。上述一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土的制備1)、原材料準(zhǔn)備混合粗集料將碎石50%、卵石25%、高爐礦渣25%按重量比例混合均勻(粒徑5-31.5國，壓碎指標(biāo)《18，其余技術(shù)指標(biāo)參照GB/T14685-2001);細(xì)集料砂(河砂、細(xì)度模數(shù)2.4-3.0);水泥42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰細(xì)度為45um方孔篩余量《2(n，燒失量《8%，需水量比《105%;磨細(xì)礦粉S95細(xì)磨?；郀t礦渣微粉，比表面積^350m7kg、流動度比》90%，活性指標(biāo)R7》75，R28》95。;減水劑FDN:萘系磺酸鹽TON(FDN-500高效減水劑)，減水率20%以上；2)、按表1的比例攪拌強(qiáng)度等級C25混凝土表l，單位kg/m:,，<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>該混凝土應(yīng)用于武鋼二煉鋼易地改造工程，現(xiàn)場檢測坍落度17cm，和易性、流動度良好，在泵送過程中一直保持良好狀態(tài)，未發(fā)生堵泵現(xiàn)象，經(jīng)檢測，3天強(qiáng)度19.8Mpa、7天強(qiáng)度25.4Mpa、28天強(qiáng)度36.7Mpa、60天強(qiáng)度45.8Mpa,其強(qiáng)度值較單一粗集料混凝土相比均高出6—10Mpa。實施例2:一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，它由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m3)為水0.58，水泥l(xiāng)，粉煤灰和礦粉0.30，砂2.37,混合粗集料3.79，減水劑0.01;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50%,礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣混合而成，各組份所占重量百分比為碎石49.87%，卵石25.065%，高爐礦渣25.065%,所述碎石的粒徑為531.5國'卵石的粒徑為531.5mm，高爐礦渣的粒徑為531.5mm。上述一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土的制備1)、原材料準(zhǔn)備混合粗集料將碎石50%、卵石25%、高爐礦渣25%按重量比例混合均勻(粒徑5-31.5mm，壓碎指標(biāo)《18，其余技術(shù)指標(biāo)參照GB/T14685-2001);細(xì)集料砂(河砂、細(xì)度模數(shù)2.4-3.0);水泥42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰細(xì)度為45ym方孔篩余量《2(m，燒失量《8%，需水量比《105%;磨細(xì)礦粉S95細(xì)磨粒化高爐礦渣微粉，比表面積》350m7kg、流動度比》90%，活性指標(biāo)R7》75，R28》95。;減水劑FDN:萘系磺酸鹽FDN(FDN-500高效減水劑)，減水率20%以上；2)、按表2的比例攪拌強(qiáng)度等級C30混凝土表2，單位kg/m3,水水泥粉煤灰+礦粉砂碎石卵石礦渣減水劑0.5810.302.371.890.950.950.01該混凝土應(yīng)用于武鋼高速重軌工程中某設(shè)備基礎(chǔ)，現(xiàn)場檢測坊落度18cm，和易性、流動度良好，經(jīng)檢測，3天強(qiáng)度22.3Mpa、7天強(qiáng)度29.8Mpa、28天強(qiáng)度43.4Mpa、60天強(qiáng)度64.2Mpa，其強(qiáng)度值較單一粗集料混凝土相比均高出5-liMpa。技術(shù)參數(shù)分析，通過試驗得出如下技術(shù)參數(shù)1)、不同減水劑對水泥的適應(yīng)性不同。萘系減水劑是我國目前生產(chǎn)量最大，使用最廣的高效減水劑(占減水劑用量的70%以上)，其特點是減水率較高(15%25%),不引氣，對凝結(jié)時間影響小，與水泥適應(yīng)性相對較好，能與其他各種外加劑復(fù)合使用，價格也相對便j丄，且。2)、用泵送混凝土的砂率采用38-42%,和易性好，強(qiáng)度發(fā)展正常。3)、復(fù)合礦物膠結(jié)材摻量占總膠材的28-41%，3天、7天、28天、60天強(qiáng)度均超過空白。(以粉煤灰摻量占總膠材15%為空白)見表3;所述的復(fù)合礦物膠結(jié)材是指粉煤灰和礦粉，所述的總膠材是指水泥、粉煤灰和礦粉。表3，<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>4)、冬季氣溫O-l(TC，與早強(qiáng)劑配合使用，復(fù)合礦物膠結(jié)材摻量選擇32-35%,強(qiáng)度可滿足現(xiàn)場施工及設(shè)計要求。5)、0至-5'C摻防凍劑(加在減水劑池中復(fù)合)，攪拌方便，混凝土性能良好。6)、本發(fā)明粘聚性好，減小了混凝土離析及泌水，增加了密實性，因而提高了抗?jié)B性能，室內(nèi)試驗試塊及現(xiàn)場檢驗試塊均大于設(shè)計P6、P8要求。7)、本發(fā)明增加了混凝土耐久性，90天強(qiáng)度比28天高5-10Mpa，一般都在8-12Mpa。隨齡期增長，強(qiáng)度仍會不斷增加。8)、本發(fā)明選用礦渣及卵石骨料，既降低了成本，而其各項性能不低于碎石混凝土。9)、粉煤灰、礦粉復(fù)摻對水化熱的影響，粉煤灰、礦粉復(fù)摻對水化熱影響的比對配合比，見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表中的FA為粉煤灰代號，SG為礦粉代號；表中所有代號后面的數(shù)字為礦物摻合料的用量。目前國內(nèi)一般系統(tǒng)研究了粉煤灰、礦粉單摻對水泥水化放熱的影響，缺乏粉煤灰、礦粉復(fù)摻對水泥水化放熱系統(tǒng)研究，本發(fā)明中針對二者復(fù)摻進(jìn)行了進(jìn)一步研究。實驗結(jié)果如圖l:1)當(dāng)粉煤灰與礦粉摻量相同時，放熱曲線如5弁和8#，發(fā)現(xiàn)明顯摻礦粉的水泥水化速率要高于摻粉煤灰，出現(xiàn)最高溫峰時間礦粉早于粉煤灰，最高溫峰也較粉煤灰高，說明礦粉發(fā)生二次水化反應(yīng)早于粉煤灰。2)當(dāng)二者復(fù)摻取代水泥量為40%時，與粉煤灰、礦粉各單摻40%比較，如曲線5、8、12#，由于粉煤灰水化活性較礦粉差，礦粉復(fù)摻粉煤灰相對單摻礦粉能夠降低拌合物水化速率，然而對于出現(xiàn)最高溫峰時間延長較小(在2h以內(nèi))。3)在礦粉取代水泥60%時，可以看出相對取代水泥40%(單摻或復(fù)摻)，水化最高溫峰要明顯較低，然而出現(xiàn)最高溫峰時間比單摻40%礦粉略長，比單摻粉煤灰及復(fù)摻要短，即單摻60%礦粉不會較長時間延長拌合物水化放熱時間見曲線8、9#。4)當(dāng)粉煤灰、礦粉復(fù)摻達(dá)到60%時，如曲線13#，明顯看出相比單摻60%礦粉9弁，水化最高溫峰基本相同，但出現(xiàn)最高溫峰時間明顯延長達(dá)5h，即當(dāng)取代水泥量達(dá)60%時，摻加20%的粉煤灰能夠明顯延長拌合物水化放熱時間。因此采用粉煤灰和礦粉重量配比(kg/m3)為0.300.36。本發(fā)明產(chǎn)品的各種優(yōu)越性能已得到實踐證實，特別是在提高混凝土的強(qiáng)度、控制混凝土水化熱以及降低生產(chǎn)成本方面顯示了很強(qiáng)的優(yōu)越性。實施例3:一種混合粗集料的復(fù)合礦物慘合料混凝土，它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/W')為水0.58，水泥l(xiāng)，粉煤灰和礦粉0.30，砂2.37，混合粗集料3.79，減水劑0.01;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為70%，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為30%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石40%，卵石30%,高爐礦渣30%，所述碎石的粒徑為5rnra，卵石的粒徑為5mm，高爐礦渣的粒徑為5mm。所述的水泥為強(qiáng)度等級42.5的普通硅酸鹽水泥。所述的粉煤灰為細(xì)度為45um方孔篩余量《20。/。，燒失量《8%，需水量比《105%。所述的礦粉為細(xì)磨?；郀t礦渣微粉，比表面積》350m7kg、流動度比》90%,活性指標(biāo)R7》75，R28》95。所述的減水劑為萘系高效減水劑(FDN-500高效減水劑)，減水率為20%25%，粉狀。上述一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土的制備按上述配比選取原料，攪拌混合產(chǎn)品。實施例4:--種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/V)為水0.7,水泥1.5，粉煤灰和礦粉0.36，砂2.99，混合粗集料4.6,減水劑0.25;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50%，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石80%，卵石10%，高爐礦渣10%，所述碎石的粒徑為531.5mm，卵石的粒徑為531.5mra，高爐礦渣的粒徑為531.5mm。所述的水泥為強(qiáng)度等級42.5的硅酸鹽水泥。所述的粉煤灰為細(xì)度為45ura方孔篩余量《20。/。，燒失量《8%，需水量比《105%。所述的礦粉為細(xì)磨粒化高爐礦渣微粉，比表面積》350m7kg、流動度比》90%,活性指標(biāo)R7^75,R28》95。所述的減水劑為萘系高效減水劑(FDN-500高效減水劑)，減水率為20%25%，粉狀。上述一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土的制備按上述配比選取原料，攪拌混合7&口廣BHo實施例5:一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料、減水劑、早強(qiáng)劑和防凍劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m3)為水0.58，水泥l(xiāng)，粉煤灰和礦粉0.30，砂2.37,混合粗集料3.79，減水劑O.Ol，早強(qiáng)劑O.Ol，防凍劑0.02;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50%，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石40%,卵石30%，高爐礦渣30%，所述碎石的粒徑為5mm，卵石的粒徑為5mm,高爐礦渣的粒徑為5mm。所述的水泥為強(qiáng)度等級42.5的普通硅酸鹽水泥。所述的粉煤灰為細(xì)度為45um方孔篩余量《2(F。，燒失量《8%，需水量比《105%。所述的礦粉為細(xì)磨?；郀t礦渣微粉，比表面積》350m7kg、流動度比》90%，活性指標(biāo)R7》75，R28》95。所述的減水劑為萘系高效減水劑(FDN-500高效減水劑)，減水率為20%25%，粉狀。所述的早強(qiáng)劑為FDN-B型，水不溶物《4%，凝結(jié)時間(初凝-40min、終凝-55min)，粉狀。所述的防凍劑為FDN-A型，水不溶物《4%，凝結(jié)時間(初凝-45min、終凝-60min)，粉狀。實施例6:一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料、減水劑、早強(qiáng)劑和防凍劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m3)為水0.7,水泥1.5，粉煤灰和礦粉0.36，砂2.99，混合粗集料4.6，減水劑0.25，早強(qiáng)劑0.015，防凍劑0.045;其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為70%，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為30%;所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石80%，卵石10%，高爐礦渣10%,所述碎石的粒徑為31.5mm，卵石的粒徑為31.5mm，高爐礦渣的粒徑為31.5mm。所述的水泥為強(qiáng)度等級42.5的硅酸鹽水泥。所述的粉煤灰為細(xì)度為45ym方孔篩余量《2(W，燒失量《8%,需水量比《105%。所述的礦粉為細(xì)磨?；郀t礦渣微粉，比表面積》350m7kg、流動度比>90%，活性指標(biāo)R7》75，R28》95。所述的減水劑為萘系高效減水劑(FDN-500高效減水劑)，減水率為20%25%，粉狀。所述的早強(qiáng)劑為FDN-B型，水不溶物《4%，凝結(jié)時間(初凝-40min、終凝-55min)，粉狀。所述的防凍劑為FDN-A型，水不溶物《4%，凝結(jié)時間(初凝-45min、終凝-60min)，粉狀。所有的萘系高效減水劑都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。權(quán)利要求1.一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，其特征在于它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m3)為水0.58～0.7，水泥1～1.5，粉煤灰和礦粉0.30～0.36，砂2.37～2.99，混合粗集料3.79～4.6，減水劑0.01～0.25；其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50～70％，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為30～50％；所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石40～80％，卵石10～30％，高爐礦渣10～30％，所述碎石的粒徑為5～31.5mm，卵石的粒徑為5～31.5mm，高爐礦渣的粒徑為5～31.5mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，其特征在于所述的原料包括早強(qiáng)劑，早強(qiáng)劑的重量配比(kg/m3)為0.010.015。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，其特征在于所述的原料包括防凍劑，防凍劑的重量配比(kg/m3)為0.020.045。全文摘要本發(fā)明涉及一種混凝土。一種混合粗集料的復(fù)合礦物摻合料混凝土，其特征在于它主要由水、水泥、粉煤灰、礦粉、砂、混合粗集料和減水劑原料攪拌混合而成，各原料的重量配比(kg/m³)為水0.58～0.7，水泥1～1.5，粉煤灰和礦粉0.30～0.36，砂2.37～2.99，混合粗集料3.79～4.6，減水劑0.01～0.25；其中，粉煤灰占粉煤灰和礦粉的重量百分比為50～70％，礦粉占粉煤灰和礦粉的重量百分比為30～50％；所述的混合粗集料由碎石、卵石和高爐礦渣組成，各組份所占重量百分比為碎石40～80％，卵石10～30％，高爐礦渣10～30％。本發(fā)明具有低成本、高性能、利于環(huán)保的特點。文檔編號C04B14/06GK101279832SQ200810047549公開日2008年10月8日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日發(fā)明者姜綏生,朱傳斌,浩王,田雄志申請人:武漢一冶建筑安裝工程有限責(zé)任公司