專利名稱：：摻入化學(xué)石膏的混凝土及其配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及利用工業(yè)廢渣化學(xué)石膏，替代混凝土配合比中的部分水泥，和/或粉煤灰配制混凝土，屬於建筑材料領(lǐng)域。二
背景技術(shù)：
：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施和民用住宅建筑需要使用大量混凝土。傳統(tǒng)的混凝土是由水泥、砂、石、水拌合而成，我國(guó)目前配制高性能混凝土采用"雙摻"技術(shù)，除了使用傳統(tǒng)的這四大組份外，還摻入混凝土外加劑，如萘系和聚羧酸系高效減水劑等，和摻合料，如礦物外加劑一粉煤灰、硅灰、磨細(xì)礦渣等?；瘜W(xué)石膏是化學(xué)工業(yè)或其它工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，主要有磷石膏、排煙脫硫石膏、鹽石膏、氟石膏、堿石膏等，其中以磷石膏和排煙脫硫石膏的排放量最大。磷石膏是磷酸鹽礦與硫酸反應(yīng)生產(chǎn)濕法磷酸過(guò)程所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，其一般成分以Wt9&計(jì)為化合水14.0~20.0,CaO28.0~35.0，SO240.0~44.0，Si028~12，Al2O30.1~0.3，F(xiàn)e2030.07-0.12，P2050.8-1.4，F(xiàn)0.2-0.6，CaO、S03、化合水三者結(jié)合成的CAS04，2112080~96;排煙脫硫石膏是火力發(fā)電廠或其它工廠鍋爐:謀或重油燃燒產(chǎn)生的煙氣中的S02用石灰或石灰石吸收轉(zhuǎn)變?yōu)镃AS04*2H20為主的廢渣，其成份以wt免計(jì)為CAS042H2080~96，附著水10~20。這些廢渣長(zhǎng)期大量堆放，占用土地，其中的有害化合物P205，氟化物還會(huì)隨雨水溶入水體或土地，污染環(huán)境；廢渣利用率低，我國(guó)磷石膏渣僅10%左右，排煙脫硫石膏基本未利用。近年我國(guó)對(duì)磷石膏的利用研究逐歩開展，CN2007100662312磷石膏緩凝高效減水劑的制備方法，以磷石膏廢渣為原料，加入改性劑改性處理，低溫干燥，粉細(xì)，加入表面活性^]復(fù)配，3得到粉狀的磷石膏緩凝高效減水劑。將其應(yīng)用于水泥混凝土或砂漿的拌和過(guò)程，可以使其減水率提高，達(dá)到并高于國(guó)標(biāo)要求>12%，終凝時(shí)間可達(dá)24h以上，仍保持抗壓強(qiáng)度比》120%，可以替代節(jié)約水泥5%。CN2007100663315建筑石膏和礦物外加劑及其制備方法，在工業(yè)廢渣化學(xué)石膏中配入改性劑改性處理，可以得到建筑石膏，混凝土石膏摻合料、混凝土石膏復(fù)合摻合料產(chǎn)品，為化學(xué)石膏類工業(yè)廢渣找到了利用途徑。
發(fā)明內(nèi)容1、發(fā)明目的改進(jìn)高強(qiáng)高性能混凝土的配制方法，將工業(yè)廢渣化學(xué)石膏應(yīng)用于混凝土拌合，替代部分水泥和/或粉煤灰，改善混凝土'性能，節(jié)約水泥及粉煤灰。5、發(fā)明的技術(shù)方案發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是將工業(yè)廢渣化學(xué)石膏作為拌合混凝土的一個(gè)組分稍作處理就直接替代部分水泥和/或粉煤灰或其他膠凝材料，替代部分水泥用量，并能同時(shí)改善混凝土性能。發(fā)明的具體步驟是1、摻入化學(xué)石膏的混凝土，以工業(yè)廢渣化學(xué)石膏作為替代部分水泥的組分，其替代比是(1)摻入磷石膏替代部分水泥，水泥用量與磷石膏用量的比例以重量百分比計(jì)為水泥折干磷石膏=85~99:1~15，二者之和為100，磷石膏中CAS04*2H20以重量百分比計(jì)為80~96wt%;(2)摻入排煙脫硫石膏替代部分水泥，水泥用量與排煙脫硫石膏用量的比例以重量百分比計(jì)為水泥折干排煙脫硫石膏=85~99:1~15,二者之和為100，排煙脫硫石膏中CASO4'2H2O含量為8096wt免；其他類化學(xué)石膏的替代比可以類推。2、摻入化學(xué)石膏的混凝土的配制方法(1)化學(xué)石膏的備料，取堆場(chǎng)經(jīng)自然風(fēng)干的化學(xué)石膏，除去表面異物，取樣于溫度45士5。C干燥lh，測(cè)出附著水水分含量，磨細(xì)至粒度<2.5111111備用；(2)拌合混凝土，按國(guó)標(biāo)、行標(biāo)要求的混凝土配合比，將水泥及替代水、泥的折4干化學(xué)石膏按替代配比加入，按配合比加入砂子、石子、水及外加劑，拌合成混凝土?；瘜W(xué)石膏CAS042H20的摻入使拌合物和易性改善使水泥熟料礦物中的鋁酸鈣與石膏生成新的鈣礬石——水化硫鋁酸鈣結(jié)晶，此類柱狀或針狀結(jié)晶及CAS04*2H20的柱狀結(jié)晶經(jīng)用掃描電鏡分析發(fā)明的混凝土試塊中發(fā)現(xiàn)，它能使混凝土的孔結(jié)構(gòu)細(xì)化，延緩凝結(jié)時(shí)間，抗壓強(qiáng)度比提高20~50%，提高抗凍性能，抗?jié)B標(biāo)號(hào)〉S30，節(jié)約替代水泥1~75%。同時(shí)，由於將磷石膏摻入混凝土中后，磷石膏中的少量有害化合物如P205、氟化物等與水泥中的水化產(chǎn)物堿性化合物作用，凝結(jié)固化於混凝土中。3、發(fā)明的積極效果(1)發(fā)明為工業(yè)廢渣化學(xué)石膏利用找到一個(gè)新的途徑，將占地堆放污染環(huán)境的廢渣資源化加以利用，有利於節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。(2)所發(fā)明的方法非常簡(jiǎn)便，有利於廢渣在建材工業(yè)中大量利用。(3)發(fā)明對(duì)混凝土拌合物的性能及硬化后混凝土性能有改善，產(chǎn)生積極效果拌合物的和易性改善，延緩凝結(jié)時(shí)間，提高建筑構(gòu)件或建筑的抗?jié)B性能、抗凍性能及抗壓強(qiáng)度。四、實(shí)施例結(jié)合實(shí)施例闡明發(fā)明的積極效果取廢渣堆場(chǎng)存放的磷石膏100Kg，渣中CAS04*2H20含量為96wt%，除去異物，取樣lg，在干燥箱中于溫度45士5。C干燥lh，測(cè)出附著水，水份含量為15wt%，渣粉碎至粒度<2.5111111備用，按GB8076~1997《混凝土外加劑》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土拌合試驗(yàn)，水泥采用石林牌P052.5，折干磷石膏視為摻合料按替代比等量替代混凝土配合比中的水泥用量，每次拌合量25升，按不同摻入量各制試塊；實(shí)例1折干磷石膏渣替代水泥摻入量3wt%;進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比及緩凝試驗(yàn)，5實(shí)例2折干磷石膏渣替代水泥摻入量5wt%，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比對(duì)比及緩凝試驗(yàn)；實(shí)例3折干磷石膏渣替代水泥摻入量10wt%，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比對(duì)比及緩凝試驗(yàn)；例l、例2、例3實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1;表1含磷石膏摻合料的混凝土性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>備注混凝土外加劑采用萘系高效減水劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明摻入磷石膏的混凝土抗壓強(qiáng)度比提高20~65%，凝結(jié)時(shí)間延緩，磷石膏的摻入替代了水泥3wt免10wt呢。實(shí)例4折干磷石膏替代水泥摻入量5wt免，進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)；實(shí)例5折干磷石膏替代水泥摻入量10wt呢，進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)；例4、例5外加劑采用萘系高效減水劑與引氣劑復(fù)配，抗?jié)B試驗(yàn)參照Dl/r51502001電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果列於表2;表2摻入化學(xué)石膏混凝土抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磷石膏替代水泥拌合混凝土抗?jié)B性能提高，抗?jié)B標(biāo)號(hào)>S30。摻入磷石膏替代水泥和粉煤灰拌合碾壓混凝土-實(shí)例6折干磷石膏渣替代水泥和粉煤灰拌合碾壓混凝土試驗(yàn)，替代量為(水泥+粉煤灰)5wt%。實(shí)例7折干磷石膏渣替代水泥和粉煤灰拌合碾壓混凝土試驗(yàn)，替代量為(水泥+粉煤灰)7.5wt%;例6、例7水泥為廣西右江中熱52.5水泥，減水劑為糖轉(zhuǎn)與木鈣復(fù)配產(chǎn)品代號(hào)MTG，對(duì)照減水劑代號(hào)JLY，是價(jià)格較高的超緩凝減水劑。試驗(yàn)溫度為30'C，摸擬夏秋季節(jié)高溫地區(qū)施工條件。例6、例7及對(duì)照試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表3:表3摻入磷石膏的碾壓混凝土對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果編號(hào)每方用量kg/m3減水劑磷石膏VC值抗壓強(qiáng)度MPa凝結(jié)時(shí)間h:mii水水泥粉煤灰砂小石中石wt%kg時(shí)間28d90d初凝終凝基準(zhǔn)13584116874642784MTG0,8//8"12.614.62:084:58例612784106864634775MTG0.8108"14.615.97:5614:43例712584101864635776MTG0.8157.511"16.817,411:3818:34對(duì)照127.684116864634775JLY1.2//8"13.415.814:3624:14試驗(yàn)結(jié)果表明磷石膏渣摻入碾壓混凝土，可以替代現(xiàn)有混凝土配方中的摻合料粉煤灰，替代量為水泥+粉煤灰之和的5wt呢及7.5wt%，節(jié)省了粉煤灰用量；磷石膏有緩凝作用，延緩了凝結(jié)時(shí)間；可以起到替代價(jià)格較貴的超緩凝減水劑的作用，適合氣候炎熱地區(qū)施工使用。摻入排煙脫硫石膏替代水泥拌合混凝土試驗(yàn)取堆場(chǎng)排煙脫硫石膏替代水泥拌合混凝土試驗(yàn)取堆場(chǎng)存放的排煙脫硫石膏25kg，除去異物，渣中CAS04*2H20含量為90w傷，取lg樣品，在干燥箱中溫度45土5'C干燥lh,測(cè)出附著水水份含量為10wt免，渣粉碎至粒度〈2.5mm備用；按GB8076~1997《混凝土外加劑》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土拌合試驗(yàn)，水泥采用石林牌P052。5，減水劑采用萘系高效減水劑，折干排煙脫硫石膏視為摻合料按替代比等量替代混凝土配合比中的水泥用量，拌合量25升，按不同摻入量各制試塊進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)例8排煙脫硫石膏替代水泥摻入量5wt%，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比及緩凝試驗(yàn)；實(shí)例9排煙脫硫石膏替代水泥摻入量10wt%，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比及緩凝試驗(yàn)；例8、例9試驗(yàn)結(jié)果列于表4。表4含排煙脫硫石膏摻合料的混凝土性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>試驗(yàn)結(jié)果表明摻入排煙脫硫石膏可以等量替代節(jié)約水泥5及10wt%，抗壓強(qiáng)度比提高36%及25%，凝結(jié)時(shí)間延緩。權(quán)利要求1、摻入化學(xué)石膏的混凝土，以工業(yè)廢渣化學(xué)石膏作為替代部分水泥的組分，拌合混凝土，其特征是1.1摻入磷石膏的混凝土配合比中磷石膏替代部分水泥，水泥用量與磷石膏用量的比例以重量百分比計(jì)為水泥85～99折干磷石膏1～15二者之和為100，磷石膏中CASO4·2H2O含量為80～96wt％；1.2摻入排煙脫硫石膏的混凝土配合比中排煙脫硫石膏替代部分水泥，水泥用量與排煙脫硫石膏用量的比例以重量百分比計(jì)為水泥85～99折干排煙脫硫石膏1～15二者之和為100，排煙脫硫石膏中CASO4·2H2O含量為80～96wt％；2、摻入化學(xué)石膏的混凝土的配制方法，其特征是2.1化學(xué)石膏的備料，取自然風(fēng)干的化學(xué)石膏，除去表面異物，取樣于溫度45土5。C干燥lh，測(cè)出附著水水份含量，磨細(xì)至粒度<2.5111111備用；2.2拌合混凝土，按相關(guān)國(guó)標(biāo)、行標(biāo)要求的混凝土配合比，將水泥及替代水泥和/或粉煤灰的折干化學(xué)石膏按替代配比加入，按配合比加入砂子、石子、水及外加劑，拌合成混凝土，化學(xué)石膏CAS042H20的摻入使水泥熟料礦物中的鋁酸鈣與石膏生成新的鈣礬石一水化硫鋁酸鈣結(jié)晶，此類柱狀或針狀結(jié)晶及CAS042H20的柱狀結(jié)晶使混凝土的孔結(jié)構(gòu)細(xì)化，抗壓強(qiáng)度比提高20~65%，抗?jié)B標(biāo)號(hào)〉S30，能節(jié)約替代水泥l(xiāng)~15wt%。全文摘要摻入化學(xué)石膏的混凝土及其配制方法。摻入化學(xué)石膏的混凝土是由折干的化學(xué)石膏替代混凝土配合比中部分水泥，加水泥、砂子、石子、水拌合而成，化學(xué)石膏∶水泥的重量百分比＝1～15∶99～85，二者之和為100。將化學(xué)石膏廢渣用于混凝土拌合，配制成高性能混凝土，化學(xué)石膏有緩凝作用能提高混凝土的抗?jié)B、抗凍性能及抗壓強(qiáng)度。適宜於夏季炎熱地區(qū)的混凝土施工。文檔編號(hào)C04B14/02GK101497518SQ20091009419公開日2009年8月5日申請(qǐng)日期2009年3月12日優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日發(fā)明者張志偉,楊麗炫申請(qǐng)人:張志偉