專利名稱：一種大摻量粉煤灰的混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土，特別是一種大摻量粉煤灰的混凝土。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，大量的混凝土越來(lái)越多地用于工程建設(shè)中的同時(shí)人們對(duì)混凝土的要求也越來(lái)越高。原有的混凝土是將大量的水泥與砂石及減水劑等混合而成，混凝土的生產(chǎn)成本較高，而且其主要原料——水泥的生產(chǎn)在損耗大量能源的同時(shí)釋放出幾乎等量的二氧化碳等廢氣和廢渣而造成巨大的環(huán)境污染。為了減少環(huán)境的污染和降低生產(chǎn)成本，申請(qǐng)?zhí)枮?2145308的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種利用粉煤灰生產(chǎn)離心混凝土制品工藝技術(shù)方法，其利用了作為工業(yè)廢渣的粉煤灰在作為混凝土摻合料時(shí)所具有的三大效應(yīng)，即火山灰效應(yīng)、二次反應(yīng)效應(yīng)、填充效應(yīng)，從而使制得的混凝土無(wú)論是工作性能上還是在其后期強(qiáng)度上均明顯高于普通混凝土，而且又利用了廢物資源、保護(hù)了環(huán)境、降低了生產(chǎn)成本，但該混凝土由于各種原因?qū)е缕鋼胶系姆勖夯业挠昧枯^少(摻量在30％以內(nèi))，而對(duì)配制中低強(qiáng)度的混凝土來(lái)說，這恰恰是最不利于發(fā)揮粉煤灰作用的粉煤灰范圍，因此現(xiàn)有的粉煤灰混凝土難以滿足人們的要求。盡管也有人發(fā)明了用大摻量粉煤灰生產(chǎn)復(fù)合水泥的方法，即采用將粉煤灰聚合料后按不同比例與水泥熟料混合進(jìn)行研磨而成，但該復(fù)合水泥由于粉煤灰經(jīng)過粉磨，破壞了其內(nèi)大量玻璃體而使其需水量發(fā)生了很大的變化，同時(shí)也影響了其性能及使用，而且將這種復(fù)合水泥應(yīng)用到混凝土當(dāng)中，其使用范圍也是受到限制的，如地下工程防水技術(shù)規(guī)范中就有規(guī)定防水混凝土在有凍融作用時(shí)，不宜使用火山灰或粉煤灰硅酸鹽水泥。因此如何突破混凝土中現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的粉煤灰的最大摻量，充分發(fā)揮粉煤灰的作用而減少水泥的用量及改善混凝土的工作性能和降低其生產(chǎn)成本，仍是混凝土工作者最關(guān)注的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述存在的問題，提供一種既可利用粉煤灰來(lái)大量減少水泥的用量而有效降低其生產(chǎn)成本和減少環(huán)境的污染，同時(shí)又能充分發(fā)揮粉煤灰的作用而改善其工作性能的大摻量粉煤灰混凝土，且該混凝土具有較高的流動(dòng)性、粘聚性和耐久性，其后期強(qiáng)度較普通混凝土有明顯增加。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所述的粉煤灰混凝土，其特點(diǎn)是每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥200-350Kg粉煤灰120-300Kg水160-170Kg減水劑6.00-11.60Kg其中，上述每立方米混凝土中各主要原料的優(yōu)選含量為水泥194-320Kg粉煤灰180-260Kg水170Kg減水劑6.40-7.00Kg上述每立方米混凝土中各主要原料的最佳含量為水泥225Kg粉煤灰200Kg水170Kg減水劑6.80Kg為進(jìn)一步提高本發(fā)明的減水率，使其早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，上述減水劑為由FDN型緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑。
以下為本發(fā)明與普通基準(zhǔn)混凝土的含量及其性能對(duì)比表
注大摻量粉煤灰混凝土(FHPC)配方摻的是本發(fā)明所述的復(fù)合型減水劑；基準(zhǔn)配方摻的是萘系(FDN型)純減水劑。
表一

表二

從上述表一、表二的數(shù)據(jù)對(duì)照分析可知，本發(fā)明所述的大摻量粉煤灰混凝土除了大量節(jié)約了水泥的用量之外，在使用的過程中其坍落度和擴(kuò)散度均較之基準(zhǔn)配方有較大提高，說明該混凝土流動(dòng)性好，特別是同時(shí)具有較高的流動(dòng)性和粘聚性；同時(shí)摻粉煤灰的混凝土由于水泥的水化反應(yīng)隨本體溫度的升高而加快，因此強(qiáng)度發(fā)展也要加快，大摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展在低水膠比的條件下，很快通過最初的緩慢凝結(jié)與硬化期，強(qiáng)度的發(fā)展迅速加快，且與普通硅酸鹽水泥相比，大量粉煤灰的摻加有利于減少混凝土內(nèi)部由于水化熱而產(chǎn)生的升溫，即溫升明顯降低，使溫度收縮和開裂的危險(xiǎn)減少，同時(shí)由于溫升的作用，其抗壓強(qiáng)度在三天前就可超過普通水泥混凝土，并在后期強(qiáng)度增加明顯，如上兩表中的試驗(yàn)所示，本發(fā)明的混凝土在7天及28天時(shí)其強(qiáng)度略高于基準(zhǔn)配方，在56天后其強(qiáng)度卻增加明顯。另外由于粉煤灰的填充效應(yīng)，混凝土的密度得到了很大改善，其膨脹收縮率明顯減少，這就大大提高了本發(fā)明混凝土的抗?jié)B性，其原理是混凝土在和水泥水化的過程中析出氫氧化鈣和水化鋁酸鈣凝膠，使水泥石中毛細(xì)孔的數(shù)量減少，孔徑變小而增加了對(duì)液體和氣體的滲透和擴(kuò)散作用的抵抗力，即抗?jié)B力，如上表中標(biāo)號(hào)為C35代號(hào)04的混凝土其抗?jié)B等級(jí)可達(dá)S14，能有效地阻止酸、堿、二氧化碳等有害物質(zhì)的入侵，從而大大提高了混凝土的耐久性，且其密實(shí)性優(yōu)良。而且由于本發(fā)明是將粉煤灰直接作為一種摻合料摻入到混凝土當(dāng)中，對(duì)粉煤灰沒有進(jìn)行技術(shù)處理，粉煤灰加入水泥后具有降低水泥漿的粘度與屈服值的作用，即對(duì)水泥的流動(dòng)性是有益的，從而使粉煤灰的性能得到了更充分的發(fā)揮。另外生產(chǎn)實(shí)踐表明本發(fā)明所述的大摻量粉煤灰混凝土的外觀十分粘稠，使其在運(yùn)輸和澆筑過程中不易離析，對(duì)改善均勻性有明顯好處，且由于又圓又細(xì)的粉煤灰顆粒象滾珠似地分散在水泥、砂、石之間，有效地減少了它們之間的內(nèi)摩擦，同時(shí)粉煤灰密度較小，特別是采用超量取代法，混凝土中膠凝物質(zhì)含量增加，漿骨比也隨之增大，因此大摻量粉煤灰混凝土特別有利于施工時(shí)的泵送、振搗和成型。并且本發(fā)明所述的混凝土的修飾性比基準(zhǔn)混凝土要好，能使表面平整飽滿，較容易抹面和修飾，且硬化后的混凝土色澤更為美觀。此外，本發(fā)明還進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)研究，得出粉煤灰水泥＝0.80-1.10為最佳，復(fù)合型減水劑的最佳摻量為1.5-2.2％。
綜上所述，本發(fā)明由于采用在混凝土中大量摻入粉煤灰而取代了原大量水泥的用量，既充分地利用了粉煤灰在混凝土中的三大效應(yīng)而加強(qiáng)了其工作性能，提高其混凝土的質(zhì)量，同時(shí)又有效地利用了廢物資源、節(jié)約了水泥、降低了生產(chǎn)成本和減少了環(huán)境的污染。并且由于其還采用由FDN型緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑，從而進(jìn)一步的提高了本發(fā)明的減水率和加快了其早期強(qiáng)度的增長(zhǎng)，而且本發(fā)明用途廣泛，可應(yīng)用于任何工程的任何部位，特別適用于地下防水工程，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。
本發(fā)明所述大摻量粉煤灰混凝土的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，跟普通商品混凝土生產(chǎn)一樣。在攪拌樓上增加一個(gè)粉煤灰罐，直接用螺旋取料器及計(jì)量器等跟攪拌機(jī)聯(lián)通，即可進(jìn)行生產(chǎn)。為了使混凝土拌合物的各種原材料攪拌更加均勻，攪拌時(shí)間需要增長(zhǎng)10-15秒/立方米。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的粉煤灰混凝土，每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥200-350Kg粉煤灰150-300Kg水160-170Kg減水劑6.00-11.60Kg其中，上述每立方米混凝土中各主要原料的優(yōu)選含量為水泥194-320Kg粉煤灰180-260Kg水170Kg減水劑6.40-7.00Kg上述每立方米混凝土中各主要原料的最佳含量為水泥225Kg粉煤灰200Kg水170Kg
減水劑6.80Kg為進(jìn)一步提高本發(fā)明的減水率，使其早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，上述減水劑為由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑。
本發(fā)明所述混凝土的主要原料里還包括有一定含量的砂、石。
為更好地提高本發(fā)明所述混凝土的質(zhì)量，上述粉煤灰一般選用II級(jí)或II級(jí)以上的優(yōu)質(zhì)粉煤灰，上述水泥選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽II型水泥，上述砂、石選用花崗巖碎石或優(yōu)質(zhì)中砂或其組合。本發(fā)明采用在每立方米混凝土中摻入花崗巖碎石1080Kg、優(yōu)質(zhì)中砂725Kg。
實(shí)施例一利用本發(fā)明一次性生產(chǎn)等級(jí)為C35S14混凝土達(dá)3000m3來(lái)制作底板，其中所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝225∶200∶170∶6.8∶705∶1080，粉煤灰摻量達(dá)47％，且其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，跟普通商品混凝土生產(chǎn)一樣，在攪拌樓上增加一個(gè)粉煤灰罐，直接用螺旋取料器及計(jì)量器等跟攪拌機(jī)聯(lián)通，即可進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)為了使混凝土拌合物的各種原材料攪拌更加均勻，攪拌時(shí)間需要增長(zhǎng)10-15秒/立方米。本實(shí)施例所制作的混凝土底板厚度為80CM，經(jīng)過對(duì)其內(nèi)部溫度的測(cè)量，其混凝土內(nèi)部絕對(duì)溫度為56度，其中混凝土入模時(shí)溫度為31度，且溫度的升降曲線較平緩，非常有利于混凝土的溫控，從而能更好地控制混凝土的收縮裂縫。經(jīng)過施工單位的精心養(yǎng)護(hù)和半年的觀察，其表面質(zhì)量非常美觀、沒有絲毫裂縫，且其所取抗壓及抗?jié)B試件檢驗(yàn)均能滿足要求，其中56天抗壓強(qiáng)度平均值為50.6Mpa。抗?jié)B效果也比較理想，其中水壓加至1.4Mpa，其滲透高度僅為120mm，質(zhì)量非常穩(wěn)定。
實(shí)施例二本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C30S14的混凝土，所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低且跟減水劑有良好適應(yīng)性的普通硅酸鹽42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂和碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝210∶190∶170∶6.4∶725∶1080，粉煤灰摻量達(dá)48％，而且其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，跟普通商品混凝土生產(chǎn)一樣。在攪拌樓上增加一個(gè)粉煤灰罐，直接用螺旋取料器、計(jì)量器等跟攪拌機(jī)聯(lián)通，即可進(jìn)行生產(chǎn)，并且為使混凝土拌合物的各種原材料攪拌更加均勻，攪拌時(shí)間需要增長(zhǎng)10-15秒/立方米。從使用效果來(lái)看，該混凝土的流動(dòng)性好，其坍落度和擴(kuò)散度均較之基準(zhǔn)配方有較大提高，而且其后期強(qiáng)度明顯高于普通混凝土。并且由于其采用摻入大量粉煤灰而取代了大量水泥的用量，即每單方水泥用量減少50～100Kg，平均每立方米混凝土可節(jié)約20元，大大降低了混凝土的生產(chǎn)成本。
實(shí)施例三本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C30S8的混凝土，其中所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝194∶190∶170∶6.14∶725∶1090，粉煤灰摻量達(dá)49.5％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S8。
實(shí)施例四本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C30S10的混凝土，其中所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的普通硅酸鹽水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝200∶190∶170∶6.24∶725∶1090，粉煤灰摻量達(dá)48.7％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S10。
實(shí)施例五本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C30S12的混凝土，其中所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝210∶190∶170∶6.44∶725∶1080，粉煤灰摻量達(dá)47.5％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S12。
實(shí)施例六本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C35S8的混凝土，其中所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝207∶200∶170∶6.51∶725∶1080，粉煤灰摻量達(dá)49.1％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S8。
實(shí)施例七本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C35S10的混凝土，其中所用原料包括強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)以上粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝215∶200∶170∶6.64∶710∶1080，粉煤灰摻量達(dá)48.2％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S10。
實(shí)施例八本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C35S12的混凝土，其中所用原料分別為強(qiáng)度富余高、需水量低，且跟減水劑有良好適應(yīng)性的硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、花崗巖碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶花崗巖碎石＝225∶200∶170∶6.8∶700∶1070，粉煤灰摻量達(dá)47％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S12。
實(shí)施例九本實(shí)施例是利用本發(fā)明所述的混凝土配方生產(chǎn)等級(jí)為C50S8的混凝土，其中所用原料包括硅酸鹽II型42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、由萘系(FDN型)緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑及優(yōu)質(zhì)中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥∶粉煤灰∶水∶復(fù)合減水劑∶中砂∶碎石＝290∶260∶160∶11.00∶670∶1010，粉煤灰摻量達(dá)47.3％，且其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一同，所得混凝土的抗?jié)B等級(jí)為S8。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰混凝土，其特征在于每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥190-350Kg粉煤灰150-300Kg水160-170Kg減水劑6.00-11.60Kg
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中各主要原料的優(yōu)選含量為水泥194-320Kg粉煤灰180-260Kg水170Kg減水劑6.14-7.00Kg
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中各主要原料的最佳含量為水泥225Kg粉煤灰200Kg水170Kg減水劑6.80Kg
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述減水劑為由萘系緩凝高效減水劑和堿性減水劑混合而成的復(fù)合型減水劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述粉煤灰為II級(jí)或II級(jí)以上的優(yōu)質(zhì)粉煤灰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述水泥為普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽II型水泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中還包括有一定含量的花崗巖碎石或優(yōu)質(zhì)中砂或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中花崗巖碎石的含量為1080Kg、優(yōu)質(zhì)中砂的含量為725Kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大摻量粉煤灰混凝土，其每立方米混凝土中各主要原料的含量為水泥190－350Kg、粉煤灰150－300Kg、水160－170Kg、減水劑6.00－11.60Kg。本發(fā)明由于采用在混凝土中大量摻入粉煤灰而取代了原大量水泥的用量，既充分地利用了粉煤灰在混凝土中的三大效應(yīng)而加強(qiáng)了其工作性能，提高其混凝土的質(zhì)量，同時(shí)又有效地利用了廢物資源、節(jié)約了水泥、降低了生產(chǎn)成本和減少了環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C04B28/04GK1587169SQ20041005112
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者詹國(guó)良, 覃善總, 鄧旭華, 陳洪毅 申請(qǐng)人:廣東省基礎(chǔ)工程公司