[发明专利]大掺量石粉低粘度机制砂混凝土的制备及流动性控制方法

说明书

本发明提供了一种大掺量石粉低粘度机制砂混凝土的制备方法及流动性控制方法，该制备方法包括：(1)、确定石粉的中值粒径为d₅₀，并统计石粉粒径不超过75μm的组分为A％；(2)、根据d₅₀，确定石粉在混凝土中的掺量；(3)、确定基准混凝土配合比，将石粉粒径不超过75μm的组分A％代替粉煤灰，超过75μm的组分(1‑A％)代替机制砂，其余组份保持不变，得石粉混凝土配合比；(4)、测试基准混凝土、石粉混凝土的初始坍落度D、D_x和倒置坍落筒排空时间T、T_x，并根据|D‑D_X|和|T‑T_X|的大小调节混凝土的粘度。

技术领域

本发明涉及绿色建材领域，具体涉及一种大掺量固废石粉低粘度机制砂混凝土的制备方法及流动性控制方法。

背景技术

鉴于当前河砂、江砂的限采或禁采政策，天然砂资源稀缺，使得机制砂用于混凝土工程成为必然，而机制砂生产过程中会产生大量的石粉。目前核电站对机制砂副产物石粉有资源化利用的需求，如将石粉作部分代替水泥、粉煤灰或机制砂使用，则具有资源丰富、成本低廉、能耗低且经济实用等优点，其市场前景广阔。但是，石粉应用于混凝土还需考虑以下几个问题：

1)、石粉在水泥基材料中的溶解度极低，很难在水泥浆中发生化学反应，化学活性明显偏低，代替水泥时的掺量越高，混凝土强度下降越显著；

2)、对于花岗岩石粉，其表面较为光滑，附着的水膜薄，相比水泥保水性差，易使拌合物离析泌水；

3)、对于凝灰岩石粉，其表面较为粗糙，粒径虽接近胶凝材料，但活性依然很低，同时比表面积过大，使拌合需水量显著增大；

4)、石粉的使用需要考虑经济效益，为保证混凝土工作性额外加入的减水剂成本不能高于使用粉煤灰和机制砂的成本。

研究表明，花岗岩和凝灰岩石粉在胶凝材料体系中主要起到微集料填充作用，虽然石粉活性很低，然而，可以利用石粉的形态效应、晶核效应、填充效应以在机制砂混凝土中掺加适量石粉从而增加浆体的体积，填充骨料间的空隙，提高混凝土密实度、强度和耐久性。在机制砂的生产中，若严格按照国标来控制石粉含量，制砂成本会大幅上升，同时大量多余石粉占据场地，并带来环境污染；若石粉含量过高，又会导致混凝土拌合物粘稠、流动性低，进而影响硬化混凝土的强度和耐久性。

因此，有必要针对掺入石粉后混凝土工作性不高的问题，开发出一种低粘度的石粉混凝土制备技术，确保其工艺简单，成本较低，同时解决石粉固废资源化利用的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对目前干法机制砂生产线副产物大量石粉堆积处置的难题，基于废弃花岗岩石粉和凝灰岩石粉的粒径特点，提供了一种代掺固废石粉的低粘度机制砂混凝土的制备方法。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种大掺量石粉低粘度机制砂混凝土的制备方法，其特点为，包括如下步骤：

(1)、确定石粉的中值粒径为d₅₀，并统计石粉粒径不超过75μm的组分为A％；

(2)、根据d₅₀，确定石粉在混凝土中的掺量；

(3)、确定基准混凝土配合比，将石粉粒径不超过75μm的组分A％代替粉煤灰，超过75μm的组分(1-A％)代替机制砂，其余组份保持不变，得石粉混凝土配合比；

(4)、测试基准混凝土、石粉混凝土的初始坍落度D、D_x和倒置坍落筒排空时间T、T_x，并根据|D-D_X|和|T-T_X|的大小调节混凝土的粘度。

作为本发明的优选实施例之一，所述石粉为机制砂干法生产线的副产物，岩相为花岗岩或凝灰岩。