[发明专利]一种环保掺合料混凝土及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种环保掺合料混凝土及其制备工艺，属于环保混凝土的技术领域。其技术方案要点是上述环保掺合料混凝土，按重量份计，包括有以下组分：水泥350‑400份、掺合料200‑250份、细骨料550‑600份、粗骨料930‑1000份、减水剂5‑15份、水160‑180份；所述掺合料包括磷渣粉、钒铁渣和粉煤灰。上述环保掺合料混凝土达到了开发利用工业废料制备矿物掺合料，降低混凝土的需水量和原材料成本，达到节能、增产和降低成本的效果。本发明还公开了上述环保掺合料混凝土的制备工艺，采用两次加水的二次搅拌工艺，工艺操作简单实用。

技术领域

本发明涉及环保混凝土的技术领域，特别涉及一种新型环保掺合料混凝土及其制备工艺。

背景技术

混凝土是目前土木工程领域使用最多的建筑材料之一，它具有耐久性好、造价低和易模铸等特点。混凝土是以水泥作为粘结剂、骨料作为填充物的一种混合材料，随着混凝土用量的增加，水泥的生产也在迅速发展。

目前，水泥工业已经愈来愈重视提高水泥质量、节能、环保以及资源二次利用的开发与应用。其中，用矿物掺合料来部分替代水泥，减少水泥熟料用量和降低煤耗，减少排放量已经是水泥工业中的一项重要措施。事实上，针对粉煤灰等传统矿物掺合料在混凝土中的应用研究已经开展了多年，而且经过实践检验被证明对混凝土的结构和性能具有改善作用。但因为受到我国工程建设项目大力发展的影响，这些传统的矿物材料逐渐开始短缺，所以有必要开发出更多新型且环保的矿物掺合料来替代部分传统的掺合料。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的一在于：提供一种新型环保掺合料混凝土，以达到开发利用工业废料制备新型矿物掺合料替代部分传统的掺合料，降低混凝土的需水量和原材料成本，节能、增产和降低成本的效果。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型环保掺合料混凝土，按重量份计，包括有以下组分：水泥350-400份、掺合料200-250份、细骨料550-600份、粗骨料930-1000份、减水剂5-15份、水160-180份；所述掺合料包括磷渣粉、钒铁渣和粉煤灰。

磷渣(Phosphorus slag，PS)是粒化电炉磷渣的简写，是在工业生产中通过磷矿石、硅石、焦炭电炉升华制取黄磷时获得的以硅酸钙为主的工业废渣。磷渣经过水淬后形成颗粒状磷矿渣，其主要结构为玻璃体，具有较高的活性。将磷渣磨成粉后作为掺合料加入混凝土中，随着水化时间的增加，磷渣粉玻璃体中的网络骨架不断被打破，新键的不断产生和旧键的不断破裂，使玻璃体被分解，新的水化硅酸钙连续聚合，钙矾石颗粒生长，钙矾石和C-S-H凝胶交联填充和堵塞孔隙，降低孔隙率，使混凝土结构更紧凑，结构更密实强度逐渐增加。

钒铁渣和粉煤灰掺合料与富集在过渡区界面的水泥水化产物Ca(OH)₂反应，生成C-S-H胶凝，使Ca(OH)₂晶体和界面处的孔隙率大量减少，使界面过渡区的裂缝大大减少，骨料与凝胶材料的粘结力得到增强，改善了界面过渡区结构；钒铁渣和粉煤灰有一定的微膨胀作用，在混凝土水化凝结过程中受到约束的条件下，可以使混凝土结构更加密实，提高混凝土的耐腐蚀性能和抗裂性能。

减水剂作为混凝土的一个组分，虽然比重较小，但对混凝土的机械性能却影响很大。一方面，减水剂吸附于水泥颗粒表面使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，使水泥颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而产生减水作用。另一方面，由于加入减水剂后，水泥颗粒表面形成吸咐膜，影响水泥的水化速度，使水泥石晶体的生长更为完善，减少水分蒸发的毛细空隙，网络结构更为致密，提高了混凝土结构致密性。减水剂选用聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、密胺系减水剂或木质素磺酸盐减水剂中的一种或几种。

通过采用上述方案，以特定配比的水泥、掺合料、细骨料和粗骨料作为混凝土的基材，配合使用减水剂，降低再生混凝土的用水量，减少由于自由水蒸发而产生的孔隙，掺合料中磷渣粉、钒铁渣和粉煤灰的配合使用，提高混凝土结构的密实度，使本发明的新型环保掺合料混凝土具有良好的抗压性能、抗裂性能和耐久性。