[发明专利]一种天然火山灰绿色高性能混凝土

说明书

本发明涉及一种天然火山灰绿色高性能混凝土，属于绿色混凝土技术领域，包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300‑350份，改性天然火山灰80‑120份，改性超细粉煤灰20‑40份，抗冻功能材料15‑25份，河砂400‑500份，机制砂300‑400份，碎石900‑1000份，水150‑165份，减水剂6‑6.5份。本发明能够大量应用地域性天然材料天然火山灰配制绿色高性能混凝土，通过对天然火山灰改性，添加改性超细粉煤灰克服了普通天然火山灰混凝土密实性较差的缺点，通过添加抗冻功能材料，克服了普通天然火山灰混凝土抗冻性不良的缺点。

技术领域

本发明属于绿色高性能混凝土技术领域，具体涉及一种天然火山灰绿色高性能混凝土。

背景技术

随着国内土木、水利、交通等基础设施建设的推进，作为最大宗的土木工程材料混凝土用量全球达到50亿立方米，在混凝土中加入粉煤灰、矿渣粉、硅灰等矿物掺合料能够改善混凝土的和易性、延缓水化放热速度、减少混凝土开裂、提高混凝土耐久性，是实现混凝土高性能化的关键技术之一。然而有些国家或者地区由于工业发达，缺乏传统矿物掺合料，如果坚持采用传统矿物掺合料则需要远距离运输，成本高，时间不可控，急需寻找替代性的材料。

天然火山灰质材料是指火山喷发的大量熔岩及碎屑、粉尘沉积在地表面或水中形成松散或轻度胶结的物质，包括的范围较广，包括火山灰、浮石、沸石岩、玄武岩、安山岩、凝灰岩、硅藻土等。这些天然火山灰质材料用于混凝土作为掺合料，具有与粉煤灰、烧粘土、烧页岩等人工火山灰质材料类似的作用，可以作为矿物掺合料使用。但是由于天然火山灰为天然材料磨细加工而成，存在活性较低，颗粒表面较为粗糙，粒形较差，颗粒级配不良等问题，另外其配制的天然火山灰混凝土往往密实性较差，抗冻性能不良。因此，研发一种能够克服上述技术缺陷的混凝土具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种天然火山灰绿色高性能混凝土，其能够大量应用地域性天然材料天然火山灰配制绿色高性能混凝土，克服了普通天然火山灰混凝土密实性较差和抗冻性不良的缺点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种天然火山灰绿色高性能混凝土，其包括以下重量份数的组分：波特兰水泥300-350份，改性天然火山灰80-120份，改性超细粉煤灰20-40份，抗冻功能材料15-25份，河砂400-500份，机制砂300-400份，碎石900-1000份，水150-165份，减水剂6-6.5份；

所述改性天然火山灰通过以下方法进行改性处理：

先将质量分数70％的晒干天然火山灰采用粉磨设备磨细至比表面积大于300m²/kg，然后加入质量分数19％的晒干天然火山灰、质量分数10％矿渣粉和质量分数1％的乙二醇，混磨至比表面积大于450m²/kg；

所述改性超细粉煤灰通过以下方法进行改性处理：

将99重量份的粉煤灰和1重量份的碱性激发剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1200m²/kg，既得改性超细粉煤灰；所述碱性激发剂由25重量份的明矾石、45重量份的二水石膏和30重量份的元明粉组成；

所述抗冻功能材料由抗冻合金粉和疏水剂按照质量比(60-80)：(20-40)的比例混合而成。

所述波特兰水泥具体可为硅酸盐水泥。

作为优选，所述天然火山灰为火山渣、浮石或者凝灰岩。

作为优选，所述矿渣粉为S95矿渣粉，28d活性指数大于100％，比表面积大于350m²/kg。

作为优选，所述抗冻合金粉为二氧化硅、氧化镁、氧化铝和/或硅铝镁化合物经900-1000摄氏度的高温喷射、碾压、粉磨而成，其在所述的抗冻功能材料中的质量百分含量优选为65-75％。