[发明专利]一种绿色低碳低收缩混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种绿色低碳低收缩混凝土及其制备方法，用于解决粉煤灰、矿粉等混凝土掺合料严重缺乏的问题。该混凝土包括水、水泥、砂、碎石、掺合料、减水剂、减缩剂。火山灰和钢渣粉作为掺合料替代水泥，降低水泥用量，发挥辅助胶凝材料作用。混凝土胶凝材料用量：220～250Kg/m³，掺合料取代水泥范围为：60％～70％，水胶比范围：0.30～0.45。减水剂掺量为：0.8％～1.2％，减缩剂掺量为：0.5％～2.0％。将称量好的水、水泥、细骨料、粗骨料、混凝土掺合料倒入搅拌机中拌和，在搅拌过程中掺入减水剂、减缩剂，并拌合均匀所制得即为绿色低碳低收缩混凝土。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，特别涉及一种绿色低碳低收缩混凝土及其制备方法。

背景技术

我国2020年CO₂排放100 亿吨，其中水泥基建材生产排放14亿多吨，占全国的14％以上，是二氧化碳排放重大户，水泥基材料碳减排任务艰巨和重要。混凝土主要是由水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、外加剂和水等材料所组成，其中水泥减碳是影响混凝土碳减排的最关键因素。利用具有一定胶凝特性的掺合料替代水泥是降低混凝土碳排放的一个重要途径。将天然火山灰和固废钢渣作为掺合料，用于制备混凝土中，得到各项性能满足设计、施工要求的绿色低碳低收缩混凝土，有利于践行碳达峰、碳中和目标，经济社会效益显著。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种利用天然凝灰岩火山灰和固废钢渣，经物理粉磨和化学激发活化后可以得到的混凝土掺合料，并以高掺量形式替代水泥的制备一种绿色低碳低收缩混凝土及制备方法。本发明利用了天然火山灰资源和钢渣固废资源，解决了粉煤灰、矿粉等掺合料严重缺乏的问题，同时消纳了大宗固废钢渣，不仅减少水泥用量，有利于实现建筑材料低碳化制备，经济和社会效益显著。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种绿色低碳低收缩混凝土，包括：水、水泥、细骨料、粗骨料、掺合料、减水剂、减缩剂，其中，混凝土胶凝材料用量：220～250Kg/m³，掺合料取代水泥范围为：60％～70％，水胶比范围：0.30～0.45，减水剂掺量为：0.8％～ 1.2％，减缩剂掺量为：0.5％～2.0％。

进一步地，所述掺合料包括钢渣粉和火山灰，所述钢渣粉、火山灰的质量比为0.25～4.0:1。

进一步地，所述掺合料经过物理粉磨和化学激发活化而成，所述激发剂选用Na₂O或者水玻璃，其掺量以碱当量计算，范围为3％～8％。

进一步地，所述细骨料为天然砂，颗粒级配良好，属于中砂。

进一步地，所述粗骨料为碎石，级配分别为5～25mm。

本发明还提供了前述绿色低碳低收缩混凝土的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将钢渣粉、火山灰以及激发剂放入球磨机，混合研磨至比表面积大于300～450m²/kg，制得活化混凝土掺合料；

步骤S2：将称量好的水、水泥、砂、碎石、活化混凝土掺合料倒入搅拌机中拌和，在搅拌过程中掺入减水剂、减缩剂，并拌合均匀，制得绿色低碳低收缩混凝土。

进一步地，所述绿色低碳低收缩混凝土各成分的单方用量配比(kg/m³) 如下：

进一步地，所述绿色低碳低收缩混凝土各成分的单方用量配比(kg/m³) 如下：