一種以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的低膠凝材料自密實(shí)混凝土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料技術(shù)、環(huán)保節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù) 劑的低膠凝材料自密實(shí)混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 相對普通混凝土而言，自密實(shí)混凝土對原材料質(zhì)量有比較高的要求，如粗骨料最 大粒徑不超過20mm，顆粒形態(tài)和級配要求良好，這很大程度上限制了自密實(shí)混凝土的大面 積推廣。因為混凝土的生產(chǎn)通常是就地取材，很多時候嚴(yán)格的原材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)難以實(shí) 現(xiàn)，時常在技術(shù)上可行但經(jīng)濟(jì)上并不實(shí)用。因此，良好的經(jīng)濟(jì)性對自密實(shí)混凝土配制技術(shù)進(jìn) 步的提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。新型膠凝材料和外加劑的研宄成為解決這一問題的重點(diǎn)。
[0003] 低強(qiáng)度等級混凝土在配合比設(shè)計中，膠凝材料的選擇方面，需采用一定量的礦物 摻合料替代水泥，從而增加同等膠凝材料質(zhì)量下的體積比。而減水劑方面，聚羧酸減水劑作 為當(dāng)前配制自密實(shí)混凝土的主要外加劑，其優(yōu)異的減水與保坍性能雖已被廣泛接受，尤為 適宜配制減水要求高的高強(qiáng)混凝土、大流動混凝土。但對低強(qiáng)度等級混凝土而言，其膠凝材 料用量少且用水量偏大，少量聚羧酸減水劑難以發(fā)揮優(yōu)勢，更無法抑制泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生，使 得所配混凝土的質(zhì)量很難保證。且所配低強(qiáng)度等級混凝土對用水量及集料質(zhì)量波動非常敏 感。為滿足工程需求，通常不得不采用提高膠凝材料用量的方法來滿足自密實(shí)性能要求，從 而提供高于設(shè)計強(qiáng)度的自密實(shí)混凝土，這又導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。因此，如何在保證混凝土力 學(xué)性能及耐久性的基礎(chǔ)上，配制出性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的低膠凝材料自密實(shí)混凝土成為當(dāng) 前的主要難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng) 護(hù)劑的低膠凝材料自密實(shí)混凝土及其制備方法。所述自密實(shí)混凝土在保證產(chǎn)品性能的同 時，一方面，能夠利用稻殼灰自身多孔、高比表面的特征，在水化早期結(jié)合部分游離水，在水 化過程中緩慢釋放，從而充當(dāng)性能優(yōu)良但經(jīng)濟(jì)實(shí)用的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑；另一方面，與應(yīng)用廣泛的傳 統(tǒng)工業(yè)固體廢棄物(例如粉煤灰或礦渣）相比，適當(dāng)煅燒后的稻殼灰中含有更高含量的無定 型硅質(zhì)（85~90%左右)，幾乎接近硅灰中硅質(zhì)的含量，更易與水泥水化生成的氫氧化鈣反 應(yīng)，發(fā)生二次反應(yīng)，是優(yōu)良的火山灰質(zhì)添加劑。此外，基于稻殼灰本身為多孔結(jié)構(gòu)，比表面較 大，因此本發(fā)明所用的聚羧酸減水劑不同于傳統(tǒng)聚羧酸減水劑，其中含有部分多糖基或多 糖-乙醚基粘度改性劑，能有效調(diào)控混凝土的工作性。兩者的有效匹配使得所配低膠凝材 料自密實(shí)混凝土既具有良好的工作性，又具有優(yōu)良的力學(xué)性能及耐久性。
[0005] 本發(fā)明提出的以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的低膠凝材料自密實(shí)混凝土，由硅酸鹽水 泥、稻殼灰、礦渣微粉、改性聚羧酸減水劑及填充材料組成，各組分的重量百分比為： 組份 重量百分比 硅酸鹽水泥 30%~55% ; 稻殼灰 15%~30% ; 礦渣微粉 20%~40% ; 改性聚羧酸減水劑 0. 8%~2% ; 其余為填充材料，常用細(xì)石英砂類材料，其總重量滿足100% ; 所用稻殼灰是由稻殼在500~700°C高溫煅燒后粉磨至8~10ym。
[0006] 本發(fā)明中，硅酸鹽水泥為PO42. 5級或PO42. 5級以上強(qiáng)度等級。
[0007] 本發(fā)明中，改性聚羧酸減水劑為多糖基或多糖-乙醚基類粘度改性劑改性后的聚 羧酸減水劑。
[0008] 本發(fā)明中，低膠凝材料自密實(shí)混凝土坍落度大于270mm，28d抗壓強(qiáng)度為20~45 MPa，28d干燥收縮率小于3X1(T4, 28d碳化深度少于15mm，氯離子滲透系數(shù)低于1700C。
[0009] 本發(fā)明提出的以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的低膠凝材料自密實(shí)混凝土的制備方法，按 原料配比稱取各種原料，混合均勻，控制集灰比為5,水膠比0. 38~0. 4,即得到所需自密實(shí) 混凝土產(chǎn)品。
[0010] 我國年產(chǎn)至少4千萬噸稻殼，大量的堆積既占空間，也會引發(fā)一系列環(huán)境問題，迄 今關(guān)注極少。而與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效結(jié)合了稻殼灰及粘度改性聚羧酸減水劑的性 能優(yōu)勢，充分保證了混凝土的工作性、強(qiáng)度發(fā)展及抗干燥收縮等耐久性，具有更強(qiáng)的可調(diào)控 性。此外，綜合利用了稻殼灰、礦渣微粉等各種固體廢棄物，在保證自密實(shí)混凝土產(chǎn)品性能 的同時，能夠減輕了這些固體廢棄物由于未被利用對環(huán)境造成的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)以及處理費(fèi)用， 具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0011] 本低膠凝材料自密實(shí)混凝土的性能要求如表1所示： 表1低膠凝材料自密實(shí)混凝土的性能
【主權(quán)項】
1. 一種以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的低膠凝材料自密實(shí)混凝土，其特征在于由硅酸鹽水 泥、稻殼灰、礦渣微粉、改性聚羧酸減水劑及填充材料組成，各組分的重量百分比為： 組份 重量百分比 硅酸鹽水泥 30%~55% ; 稻殼灰 15%~30% ; 礦渣微粉 20%~40% ; 改性聚羧酸減水劑 0. 8%~2% ; 其余為填充材料，其總重量滿足100% ; 所用稻殼灰是由稻殼在500~700°C高溫煅燒后粉磨至8~10ym。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑制備的低膠凝材料自密實(shí)混凝土，其特 征在于，所述硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級為PO42. 5級或PO42. 5級以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑制備的低膠凝材料自密實(shí)混凝土，其特 征在于，改性聚羧酸減水劑采用含具有多糖基或多糖-乙醚基粘度改性劑的高性能聚羧酸 減水劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑制備的低膠凝材料自密實(shí)混凝土，其特 征在于，落度大于270mm，28d抗壓強(qiáng)度約為20~45MPa，28d干燥收縮率小于3X1(T4， 28d碳化深度少于15 _，氯離子滲透系數(shù)低于1700C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以稻殼灰作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑制備低膠凝材料自密實(shí)混凝土，其組分包括：硅酸鹽水泥；稻殼灰；礦渣微粉；改性聚羧酸減水劑和填充材料。該自密實(shí)混凝土具有硅酸鹽水泥用量低、工作性好、后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定、成本低、環(huán)境效益顯著的特點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保證自密實(shí)混凝土性能的同時，能夠減輕稻殼灰、礦渣微粉等農(nóng)業(yè)及工業(yè)固體廢棄物由于未被利用對環(huán)境造成的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)以及處理費(fèi)用，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C04B40-04, C04B22-00, C04B28-04
【公開號】CN104761212
【申請?zhí)枴緾N201510122255
【發(fā)明人】王培銘, 楊健英, 徐玲琳, 吳凱, 李楠
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月19日