礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土及其生產(chǎn)方法，以有效消納利用礦物廢渣，不僅可滿足工程應(yīng)用的各項(xiàng)要求，而且有利于提升混凝土的耐久性。本發(fā)明專利技術(shù)礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土由以下重量份的原料組成：水140～175重量份，凝膠材料490～550重量份，粗集料1000～1200重量份，細(xì)集料600～800重量份，內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑10～20重量份，減水劑的質(zhì)量摻量為膠凝材料總質(zhì)量的1.0～2.0%；其中，凝膠材料由430～460重量份的水泥和60～90重量份的礦物摻合料組成；粗集料為碎石；細(xì)集料為高鈦重礦渣砂；內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑為淀粉接枝陰離子—非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料。其生產(chǎn)方法步驟如下：a、將高鈦重礦渣砂、碎石與膠凝材料混合，攪勻；b、加入部分水，攪勻；c、將剩余的水和原料加入，攪勻，即得。本發(fā)明專利技術(shù)混凝土物理性能優(yōu)良，耐久性能良好，能很好的滿足工程要求。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及混凝土及其制備方法，屬于混凝土領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
高鈦重礦渣是高爐冶煉釩鈦磁鐵礦時(shí)產(chǎn)生的熔融礦渣冷卻形成的一種由鈦輝石、鈣鈦礦等礦物為主的石質(zhì)材料，具有多孔、高強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外高鈦高爐礦渣的利用技術(shù)手段，僅能滿足一般民用建筑工程的需求，未有利用其制備橋梁高性能混凝土的方法的文獻(xiàn)報(bào)道。采用高鈦重礦渣砂作為粗細(xì)集料，制備高性能混凝土應(yīng)用于橋梁、高速公路還存在下列問(wèn)題:首先，高鈦重礦渣砂級(jí)配較差，粉塵含量較高，表面粗糙，不利于用于配制高強(qiáng)混凝土。其次，高鈦重礦渣砂是一種多孔材料，較普通河砂表觀密度大，且表面粗糙度較大，在混凝土泵送過(guò)程中由于受到泵送壓力的做用，高鈦重礦渣砂極易吸附外加劑和吸收部分水分，從而影響混凝土的工作能，不利于泵送混凝土泵送施工。如果混凝土初始坍落度過(guò)大時(shí)，在泵送壓力作用下，高鈦重礦渣砂孔隙中會(huì)釋出部分水分，導(dǎo)致混凝土易出現(xiàn)扒底現(xiàn)象，同樣不利于泵送混凝土泵送施工。因此，目前將高鈦重礦渣砂應(yīng)用于高強(qiáng)泵送混凝土的應(yīng)用中還存在一定的問(wèn)題。攀鋼面臨著高鈦重礦渣堆積如山的局面，急需一種高效利用鈦礦渣砂的方法；同時(shí)，攀枝花市的建設(shè)每年需消耗大量砂，由于地處長(zhǎng)江上游，砂石集料匱乏，天然砂成本相當(dāng)高，過(guò)度的開(kāi)山炸石將導(dǎo)致破壞自然植被。因此，利用高鈦重礦渣砂配制高強(qiáng)泵送混凝土，有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)節(jié)約自然資源，降低工程成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面均具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種，以有效消納利用礦物廢渣，不僅可滿足工程應(yīng)用的各項(xiàng)要求，而且有利于提升混凝土的耐久性。本專利技術(shù)礦渣集料 制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，由以下重量份的原料組成:水140 175重量份，凝膠材料 490 550重量份，粗集料1000 1200重量份，細(xì)集料 600 800重量份，內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑 10 20重量份，減水劑的質(zhì)量摻量為膠凝材料質(zhì)量的1.0 2.0% ；其中，作為優(yōu)選方案，凝膠材料由430 460重量份的水泥和60 90重量份的礦物摻合料組成；粗集料為碎石；細(xì)集料為高鈦重礦渣砂；內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑為淀粉接枝陰離子一非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料。進(jìn)一步的，為了提高混凝土減水效果，所述減水劑優(yōu)選為聚羧酸系高效減水劑。作為優(yōu)選方案，聚羧酸系高效減水劑由有機(jī)硅油消泡劑5 10wt%、松香熱聚物引氣劑I 2wt%、纖維素醚增粘劑2.5 5wt%、減縮組分7.5 15wt%,與聚羧酸系母液復(fù)合而成；減縮組分由Cl C3的低級(jí)醇環(huán)氧化合物和烷基聚氧乙烯醚按照質(zhì)量比1:1 1:2組成。上述聚羧酸高效減水劑是專為本專利技術(shù)研制的。由于高強(qiáng)及泵送工藝的需要，在嚴(yán)格控制用水量前提下，為了滿足適當(dāng)?shù)臐{體含量和適宜的流動(dòng)性，同時(shí)，具有早期強(qiáng)度好、收縮低、后期強(qiáng)度好的性能。通過(guò)調(diào)整外加劑中不同組分來(lái)專利技術(shù)一種專為高鈦重礦渣砂高強(qiáng)泵送混凝土外加劑。由于高鈦重礦渣砂的比表面積較大，一方面摩擦阻力大，另一方面對(duì)外加劑吸附較嚴(yán)重，導(dǎo)致混凝土初始工作狀態(tài)不佳，擴(kuò)展度偏低，無(wú)法滿足混凝土施工過(guò)程的要求。為此，本專利技術(shù)通過(guò)摻加一定量含有陰離子表面活性劑的引氣組分，使混凝土在拌和過(guò)程中產(chǎn)生大量相同電荷并能均勻分布的微氣泡，這些微氣泡起到“滾珠”效應(yīng)，有效提高混凝土初始擴(kuò)展度。混凝土外加劑的加入會(huì)在混凝土內(nèi)部引入大氣泡，不僅不利于改善混凝土的初始狀態(tài)，而且對(duì)混凝土的物理力學(xué)性能及長(zhǎng)期耐久性有害。通過(guò)引入一種能改變體系的界面狀態(tài)破壞或抑制泡沫的物質(zhì)可消除大氣泡。該消泡劑具有較高的表面活性，能形成新的表面膜或改變?cè)砻婺ぃ档团菽膹?qiáng)度，進(jìn)而有效的減少混凝土中大氣泡的生成量。為避免混凝土在泵送過(guò)程中因離析而堵管現(xiàn)象的發(fā)生，在外加劑中摻加一定量具有保水和增稠作用的增黏組分，使其高分子長(zhǎng)鏈可以在水泥顆粒、水泥和骨料之間形成穩(wěn)定的空間柔性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高新拌混凝土的粘聚力，且其所含有的化學(xué)基團(tuán)如羥基和醚鍵上的氧原子與水分子締合成氫鍵，使游離水變成結(jié)合水，以保證水泥水化時(shí)具有足夠的水，故使水泥漿體黏度上升，有效的避免在泵送過(guò)程中因離析而堵管現(xiàn)象的發(fā)生。為減少混凝土的收縮量，在外加劑中增加一種使混凝土毛細(xì)孔溶液表面張力顯著降低的減縮組分，從根本上減小了混凝土產(chǎn)生自收縮，孔隙細(xì)化，沒(méi)有明顯的原生裂紋產(chǎn)生，混凝土結(jié)構(gòu)更加致密，提高混凝土的抗裂性能，減小收縮。消泡劑選用有機(jī)硅油5 10%、引氣劑選用松香熱聚物I 2%、增粘劑選用纖維素醚2.5 5%、減縮組分選用低級(jí)醇的環(huán)氧化合物與烷基聚氧乙烯醚混合而得。通過(guò)調(diào)整以上各成分占外加劑量的含量與減水劑復(fù)合而得到的一種適用于高鈦重礦渣砂混凝土的外加劑。其中，所述的水泥優(yōu)選為P.0.52.5普通硅酸鹽水泥。進(jìn)一步的，所述碎石優(yōu)選為5 25mm連續(xù)級(jí)配，堆積密度優(yōu)選為1500 1700kg/m3，吸水率優(yōu)選為0.1 1.5%，壓碎值指標(biāo)優(yōu)選為6 16% ；進(jìn)一步的，所述高鈦重礦渣砂細(xì)度模數(shù)優(yōu)選為2.5 3.2，表觀密度為2600 3300kg/m3。進(jìn)一步的 ，淀粉接枝陰離子一非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料的結(jié)構(gòu)式如式(I )所示權(quán)利要求1.礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料組成: 水140 175重量份， 凝膠材料 490 550重量份， 粗集料 1000 1200重量份， 細(xì)集料 600 800重量份， 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑 10 20重量份， 減水劑的質(zhì)量摻量為膠凝材料質(zhì)量的1.0 2.0% ； 其中，所述凝膠材料由430 460重量份的水泥和60 90重量份的礦物摻合料組成；所述粗集料為碎石；所述細(xì)集料為高鈦重礦渣砂；內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑為淀粉接枝陰離子一非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于:所述減水劑為聚竣酸系聞效減水劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于:所述聚羧酸系高效減水劑由以下組分組成:有機(jī)硅油消泡劑5 10wt%、松香熱聚物引氣劑I 2wt%、纖維素醚增粘劑2.5 5wt%、減縮組分7.5 15wt%,與聚羧酸系母液復(fù)合而成；所述減縮組分由Cl C3的低級(jí)醇環(huán)氧化合物和烷基聚氧乙烯醚按照質(zhì)量比1:1 1:2組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于:所述的水泥為P.0.52.5普通硅酸鹽水泥。5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于:所述碎石為5 25mm連續(xù)級(jí)配，堆積密度為1500 1700kg/m3，吸水率為0.1 1.5%，壓碎值指標(biāo)為6 16%。6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于:所述高鈦重礦渣砂細(xì)度模數(shù)為2.5 3.2，表觀密度為2600 3300kg/m3。7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于，所述淀粉接枝陰離子一非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng) 護(hù)材料結(jié)構(gòu)如式(I )所示:8.根據(jù)權(quán)利要求7所述礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于，所述淀粉接枝陰離子一非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料制備方法如下: a、淀粉糊化:將0.15重量份的木薯淀粉和0.04重量份的高嶺土溶于3重量份的蒸餾水，溫度為70 80°C，攪勻，糊化30min，得到溶液I ; b、自由基本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
礦渣集料制備的高強(qiáng)泵送抗裂混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料組成：水?????????140～175重量份，凝膠材料???490～550重量份，粗集料?????1000～1200重量份，細(xì)集料?????600～800重量份，內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑???10～20重量份，減水劑的質(zhì)量摻量為膠凝材料質(zhì)量的1.0～2.0%；其中，所述凝膠材料由430～460重量份的水泥和60～90重量份的礦物摻合料組成；所述粗集料為碎石；所述細(xì)集料為高鈦重礦渣砂；內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑為淀粉接枝陰離子—非離子基團(tuán)內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牟廷敏，管理，丁慶軍，梁毅，范碧琨，賴長(zhǎng)福，王劍川，解超平，成榮軍，楊勝利，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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