[发明专利]一种含废弃石粉的早强、低收缩混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含废弃石粉的早强、低收缩混凝土及其制备方法，该混凝土包括废弃石粉、水泥、水、河砂、碎石和减水剂；所述的废弃石粉与水泥的质量之比为25‑60％；所述的废弃石粉与河砂的质量之比为20‑40％；混凝土中的水灰质量比(w/c)为0.25‑0.65。将废弃石粉、水泥、水、河砂和碎石倒入搅拌机中拌和，搅拌过程中掺入减水剂至搅拌均匀即可得到含废弃石粉的早强、低收缩混凝土。与现有技术相比，本发明降低成本、提升混凝土的力学性能和体积稳定性，同时解决废弃石粉占地堆放及污染环境难题。

技术领域

本发明涉及土木工程材料技术领域，具体涉及一种含废弃石粉的早强、低收缩混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是使用量最大的土木工程材料，目前化学外加剂和矿物掺合料成为了混凝土的两种重要的外掺物，其中矿物掺合料的作用尤为重要，已成为现代混凝土不可缺少的第六组成部分。因为在混凝土中掺入部分矿物掺合料能改善混凝土的一些性能，并能提高混凝土建筑物的使用寿命。

然而，随着近年来对于矿物掺合料的需求量大幅提高，粉煤灰、矿渣、硅灰等传统的矿物掺合料面临短缺的问题。与此同时，随着建设增量的加大，天然砂石等原材料的消耗和供求矛盾更加严峻。因此，寻找资源丰富、来源广泛、价廉质优的可部分替代砂石和矿物掺合料的新型矿物原材料变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低成本、提升混凝土的力学性能和体积稳定性，同时解决废弃石粉占地堆放及污染环境难题的含废弃石粉的早强、低收缩混凝土及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

碳酸盐岩石的分布广泛，储量丰富，且分布广泛，非常适合于大规模的开采利用。石材加工过程中产生大量的石屑和细粉，这些固废数量巨大，且未得到合理利用，大量堆积，不仅占用大量的土地资源，而且严重污染环境。经过研究分析，以这些石屑、细粉为原材料，经粉磨至一定细度，掺入到混凝土中，不仅可以节约水泥用量、改善混凝土的工作性能、降低水化热等，还可以解决石粉固废堆积造成的环境问题，提高资源利用率。目前石灰石粉和花岗岩石粉已在低强度等级的混凝土工程中进行了应用，但混凝土的强度，尤其是早期强度与不掺石粉的混凝土相比都明显降低，对混凝土的力学性能以及耐久性能有不利影响，发明人发现如上问题后提出以下方案：

首先根据混凝土配合比设计方法计算1立方米混凝土各原材料的配合比及其用量，然后在保持水灰比和胶砂比不变的基础上，以废弃石粉等体积替代混凝土中部分砂浆体积，其中废弃石粉质量与水泥质量之比为25-60％，废弃石粉质量与砂质量之比为20-40％，重新计算1立方米混凝土中包括废弃石粉、水泥、河砂、碎石等原材料的用量。通过适当调整减水剂用量满足混凝土流动度要求，具体如下：

一种含废弃石粉的早强、低收缩混凝土，该混凝土包括废弃石粉、水泥、水、河砂、碎石和减水剂；

所述的废弃石粉与水泥的质量之比为25-60％；所述的废弃石粉与河砂的质量之比为20-40％；混凝土中的水灰质量比(w/c)为0.25-0.65。

进一步地，所述的废弃石粉包括白云石和/或大理石加工废弃的碳酸盐类岩石粉，碳酸盐矿物含量为80％以上。

进一步地，所述的废弃石粉的摩氏硬度为3.2-4.2。

进一步地，所述的废弃石粉的粒径界于0.5-300μm之间，最可几粒径小于2μm，中值粒径小于8μm。

进一步地，所述的水泥包括硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

进一步地，所述的河砂的细度模数为2.3-3.0。

进一步地，所述的碎石为连续级配碎石，粒径为5-40mm。

进一步地，所述的减水剂包括萘系或聚羧酸系减水剂。