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      一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材的制作方法

      文檔序號(hào):1858950閱讀:159來源:國知局
      專利名稱:一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及建筑材料制造,具體涉及用于侵蝕環(huán)境下隧道及地下工程中低碳高性能襯砌混凝土復(fù)合膠凝材料技術(shù)領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      目前,我國山嶺隧道及地下工程襯砌結(jié)構(gòu)混凝土膠凝材以普通硅酸鹽水泥為主,部分采用單摻粉煤灰,而采用雙摻或多摻礦物摻合料的膠凝材很少,由于膠凝材成分單一、級(jí)配差,加之品質(zhì)不高,密實(shí)性差,導(dǎo)致混凝土水化熱高、抗碳化、溶蝕和化學(xué)侵蝕能力差,耐久性不足,既不經(jīng)濟(jì),也不環(huán)保
      發(fā)明內(nèi)容

      鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材,使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),既可較大數(shù)量地?fù)饺氲V物摻合料獲得經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性指標(biāo)的提高,又可降低混凝土凝結(jié)硬化時(shí)的水化熱,減少混凝土的初裂,提高混凝土的密實(shí)度和抗碳化、溶蝕和化學(xué)侵蝕能力。本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材,應(yīng)用于山嶺隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工,采用如下的方法制得,物料配比為水泥熟料40 %,粉煤灰15 %,礦粉30 %,硅灰5 %,混合材10 %;各物料具有如下性能要求水泥熟料在粉磨前的要求鋁酸三鈣< 8 %,游離氧化鈣< I. O %,堿含量
      <O. 6%,水泥熟料粉磨后的要求3d抗壓強(qiáng)度> 26. 0Mpa,28d抗壓強(qiáng)度> 52. OMPa,比表面積440m2/kg左右,80 μ m方孔篩篩余不大于3. 0%, 45 μ m方孔篩篩余不大于6. 0% ;粉煤灰達(dá)到II級(jí)或以上,其中三氧化硫含量< 3. 0%,氧化鈣含量< 10%,CL_含量<0. 02%,需水量比< 100 %,燒失量< 5. O %,7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75 %,28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 85%,經(jīng)粉磨后比表面積> 600m2/kg ;礦粉達(dá)到S105或S95,質(zhì)量系數(shù)1(> I. 2,其中三氧化硫含量< 4. O %,CL_含量
      <O. 06%,7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75%,28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 95%,比表面積> 450m2/kg ;硅灰比表面積彡18000m2/kg,二氧化硅含量> 85%,28(1活性指數(shù)> 85%,耐火度
      >1600 0C ;備齊物料后,先將水泥熟料和混合材一起粉磨,礦物摻合料中粉煤灰和礦粉分別粉磨成不同比表面積的粉體材料,然后在均化器中將各粉體材料按配方比例進(jìn)行均化而得到目標(biāo)產(chǎn)物。發(fā)明人采用“雞尾酒”療法配制大量不同比例礦物摻合料的混凝土,然后通過混凝土力學(xué)和耐久性能試驗(yàn),獲得適合侵蝕環(huán)境下隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材配方和工藝,為隧道結(jié)構(gòu)體系耐久性設(shè)計(jì)提供新的材料選擇。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是礦物摻合料摻量加大后水泥的性能非但沒有降低,反而得到顯著提高,特別是控制混凝土初裂、降低水化熱、提高混凝土密實(shí)性效果顯著,使之應(yīng)用于隧道二襯混凝土中可以有效提高耐久性。由于在膠凝材中提高了礦物摻合料的摻入量,降低了熟料在膠凝材中的比例,減少了熟料的使用量和產(chǎn)量,不但有利于環(huán)保,節(jié)約能源,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢渣的有效利用,循環(huán)經(jīng)濟(jì),降低碳排放。
      具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳述。本發(fā)明的復(fù)合膠凝材能達(dá)到水泥強(qiáng)度等級(jí)42. 5級(jí)的力學(xué)性能要求設(shè)計(jì)。以下給出復(fù)合膠凝材的具體實(shí)施方案及其性能指標(biāo),所有實(shí)施例中的物 料除額聲明外都是工業(yè)級(jí)材料,物料采用重量百分比計(jì)量。一、復(fù)合膠凝材配方是水泥熟料40 %,粉煤灰15 %,礦粉30 %,硅灰5 %,混合材10% (含石灰石粉5%、石膏4%、山東宏藝助磨劑I % )。水泥熟料在粉磨前的要求鋁酸三鈣< 8 %,游離氧化鈣< I. O %,堿含量
      <O. 6%,粉磨后熟料3d抗壓強(qiáng)度> 26. 0Mpa,28d抗壓強(qiáng)度> 52. OMPa,比表面積440m2/kg左右,80 μ m方孔篩篩余不大于3. 0%, 45 μ m方孔篩篩余不大于6. 0%。粉煤灰達(dá)到II級(jí)或以上,其中三氧化硫含量< 3.0%,氧化鈣含量< 10 %,CL_含量<0. 02%,需水量比< 100 %,燒失量< 8. O %,7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75 %,28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 85%,經(jīng)粉磨后比表面積> 600m2/kg。礦粉達(dá)到S105或S95,質(zhì)量系數(shù)1(> I. 2,其中三氧化硫含量< 4. O %,CL—含量
      <O. 06%,7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75%,28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 95%,比表面積> 450m2/
      kg ο硅灰比表面積彡18000m2/kg,二氧化硅含量> 85%,28(1活性指數(shù)> 85%,耐火度
      >1600。。。二、各組分經(jīng)均化器配制成高性能復(fù)合膠凝材各項(xiàng)性能指標(biāo)為I、強(qiáng)度
      POrff抗折強(qiáng)度Mpa抗壓強(qiáng)度Mpa
      3d I Id28d — 3d I 7d 丨 28d '
      平均值 5.37.49.216 432.252.42、標(biāo)準(zhǔn)稠度和凝結(jié)時(shí)間
      標(biāo)準(zhǔn)稠度初凝時(shí)間h min終凝時(shí)間h min
      29.6% 3 154 253、安定性沸煮法合格4、細(xì)度
      權(quán)利要求
      1.一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材,應(yīng)用于山嶺隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工,其特征在于,采用如下的方法制得, 物料配比為水泥熟料40 %,粉煤灰15 %,礦粉30 %,硅灰5 %,混合材10 % ;各物料具有如下性能要求 水泥熟料粉磨前的要求鋁酸三鈣< 8%,游離氧化鈣< I. 0%,堿含量< O. 6%,水泥熟料粉磨后的要求3d抗壓強(qiáng)度> 26. 0Mpa,28d抗壓強(qiáng)度> 52. OMPa,比表面積440m2/kg左右,80 μ m方孔篩篩余不大于3. 0%, 45 μ m方孔篩篩余不大于6. 0% ; 粉煤灰達(dá)到II級(jí)或以上,其中三氧化硫含量< 3.0%,氧化鈣含量< 10%,CL_含量<0. 02%,需水量比< 100 %,燒失量< 5. O %,7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75 %,28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 85%,經(jīng)粉磨后比表面積> 600m2/kg ; 礦粉達(dá)到S105或S95,質(zhì)量系數(shù)1( > I. 2,其中三氧化硫含量< 4.0%,CL_含量<O. 06%,7d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 75%,28d抗壓強(qiáng)度活性指數(shù)> 95%,比表面積> 450m2/kg ; 硅灰比表面積> 18000m2/kg,二氧化硅含量> 85%,28d活性指數(shù)> 85%,耐火度>1600 0C ; 備齊物料后,先將水泥熟料和混合材一起粉磨,礦物摻合料中粉煤灰和礦粉分別粉磨成不同比表面積的粉體材料,然后在均化器中將各粉體材料按配方比例進(jìn)行均化而得到目標(biāo)產(chǎn)物。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材,其特征在于所述混合材采用石灰石粉、石膏、助磨劑。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材,其特征在于,所述混合材采用石灰石粉5%,石膏4%、助磨劑I %。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種低碳高性能隧道襯砌混凝土復(fù)合膠凝材,應(yīng)用于山嶺隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工,制造時(shí)物料配比為水泥熟料40%,粉煤灰15%,礦粉30%,硅灰5%,混合材10%;各滿足性能要求的物料備齊后,先將水泥熟料和混合材一起粉磨,礦物摻合料中粉煤灰和礦粉分別粉磨成不同比表面積的粉體材料,然后在均化器中將各粉體材料按配方比例進(jìn)行均化而得到目標(biāo)產(chǎn)物。采用本發(fā)明的復(fù)合膠凝材,加入大量礦物摻合料后水泥的性能非但沒有降低,反而得到顯著提高,特別是控制混凝土初裂、降低水化熱、提高混凝土密實(shí)性效果顯著,應(yīng)用于隧道二襯混凝土中可以有效提高耐久性。減少了熟料的使用量和產(chǎn)量,有利于環(huán)保和節(jié)約能源。
      文檔編號(hào)C04B28/00GK102795820SQ201210302530
      公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
      發(fā)明者仇文革, 王海彥 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)
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