本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種混凝土摻和料、制備方法及含有該摻合料的混凝土。
背景技術(shù)：
：混凝土是工程建設(shè)應(yīng)用最廣泛的大宗建筑材料，已廣泛用于工業(yè)與民用建筑、農(nóng)林與城市建設(shè)、交通及海港等工程，這些基礎(chǔ)設(shè)施所用混凝土必須是具有高性能化。在高性能混凝土中，礦物摻和料對混凝土高性能化起著重要作用。目前，常用的礦物摻和料主要是電廠的粉煤灰和冶金工業(yè)的礦渣、鋼渣，然而粉煤灰、鋼渣、礦渣屬于地域性資源，同時優(yōu)質(zhì)粉煤灰資源都不豐富，基于成本考慮，結(jié)合地區(qū)本土資源，尋找現(xiàn)有礦物摻和料的替代品是工程建設(shè)的迫切需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種活性指數(shù)高、成本低的混凝土摻和料、該摻合料的制備方法及含有該摻合料的混凝土。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混凝土摻和料，所述的混凝土摻和料包括以下質(zhì)量份數(shù)的組份：凝灰?guī)r石粉0.5～5.5份，脫硫灰渣4～9份，活性激發(fā)劑0.01～0.1份，復(fù)合表面改性劑0.002～0.5份；所述的活性激發(fā)劑為脫硫石膏、鈦白石膏或生石灰中的一種或兩種以上任意比例的混合物；所述的復(fù)合表面改性劑包括如下重量配比的組份：聚羧酸鹽分散劑(如RX-8，購自寧波潤鑫混凝土外加劑公司)2～4.5份，糖蜜(如工業(yè)級全糖分≥48％的蜜糖，購自濟南琳盛化工有限公司)1～3份，三乙醇胺(如工業(yè)級含量≥99％的三乙醇胺，購自濟南銘亮化工有限公司)0.5～1份，水3～6份。進一步，所述的混凝土摻和料由如下重量配比的組份組成：凝灰?guī)r石粉0.5～5.5份，脫硫灰渣4～9份，活性激發(fā)劑0.01～0.1份，復(fù)合表面改性劑0.002～0.5份；所述的復(fù)合表面改性劑由如下重量配比的組份組成：聚羧酸鹽分散劑2～4.5份，糖蜜1～3份，三乙醇胺0.5～1份，水3～6份。進一步，所述的凝灰?guī)r石粉為機制砂生產(chǎn)過程中排放出的尾礦粉，且所述的凝灰?guī)r石粉的亞甲藍值小于1.4。本發(fā)明所述的混凝土摻和料的制備方法，包括以下步驟：(1)凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣及活性激發(fā)劑的預(yù)處理：將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑分別放入烘箱中烘干，在60～105℃的溫度下將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑均烘干至質(zhì)量含水量為0.5％～2.5％，待用；(2)復(fù)合表面改性劑的制備：將聚羧酸鹽分散劑、糖蜜、三乙醇胺和水按質(zhì)量份數(shù)比均勻混合，得到復(fù)合表面改性劑，待用；(3)混凝土摻和料的制備：將步驟(1)得到的凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑按質(zhì)量份數(shù)比均勻混合后，投入研磨裝置中研磨，同時將步驟(2)得到的復(fù)合表面改性劑噴入研磨裝置內(nèi)研磨，直至粉體的比表面積≥450m2/kg時停止研磨，即得到混凝土摻和料。進一步，所述研磨裝置為球磨機。一種混凝土，含有水泥和摻合料，所述摻合料為本發(fā)明所述的混凝土摻和料。進一步，所述混凝土摻合料的質(zhì)量占水泥質(zhì)量的10～45％。本發(fā)明的有益效果是：凝灰?guī)r石粉具有火山灰活性，脫硫灰渣具有微膨脹及水硬性，本發(fā)明所述的摻合料首次將兩者結(jié)合，并通過合理配比和活性激化，充分發(fā)揮兩者的疊加優(yōu)勢，產(chǎn)出的摻合料具有活性指數(shù)高、成本低的優(yōu)勢。本發(fā)明所述的制備方法要求研磨至粉體的比表面積≥450m2/kg，使得混凝土摻和料的活性指數(shù)≥95％，而且還具有體積穩(wěn)定及耐腐蝕的特點；同時通過補償收縮，進而緩解工程中混凝土開裂難題，這不僅節(jié)約了水泥用量，而且由于利用了多種難以使用的工業(yè)廢棄物，在物理、化學(xué)激發(fā)下共同研磨、協(xié)同作用得到混凝土摻和料，降低了生產(chǎn)成本。所述的混凝土中添加了本發(fā)明所述的摻和料，不僅對混凝土高性能化起著重要作用，且混凝土因為水泥用量的降低及工業(yè)廢棄物的利用，起到了節(jié)能減排保護環(huán)境的作用。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此：本發(fā)明所述的凝灰?guī)r石粉為機制砂(寧波奉化區(qū)西塢采石場的機制砂)生產(chǎn)所排放出的尾礦粉，其亞甲藍值小于1.4。本發(fā)明采用的脫硫石膏(購自浙江國華寧海發(fā)電廠)、鈦白石膏(購自寧波新福鈦白粉有限公司)均符合GB6566-2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。本發(fā)明采用的脫硫灰渣，購自寧波長豐熱電有限公司。本發(fā)明采用的生石灰型號為工業(yè)級95，購自建德市新安江永合塑膠廠。本發(fā)明采用的聚羧酸鹽分散劑型號為RX-8，購自寧波潤鑫混凝土外加劑公司。本發(fā)明采用的糖蜜型號為工業(yè)級全糖分≥48％，購自濟南琳盛化工有限公司。本發(fā)明采用的三乙醇胺型號為工業(yè)級含量≥99％，購自濟南銘亮化工有限公司。實施例1一種混凝土摻和料，由以下重量配比的原料組成：凝灰?guī)r石粉4kg、脫硫灰渣5.5kg、活性激發(fā)劑0.1kg、復(fù)合表面改性劑0.4kg，其中：活性激發(fā)劑由0.05kg脫硫石膏和0.05kg生石灰混合而成，復(fù)合表面改性劑由0.1kg聚羧酸鹽分散劑、0.08kg糖蜜、0.02kg三乙醇胺、0.2kg水混合而成。制備方法是：(1)將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑分別放入烘箱中烘干，在60℃的溫度下，將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑均烘干至質(zhì)量含水量為2.5％，待用；(2)將0.1kg聚羧酸鹽分散劑、0.08kg糖蜜、0.02kg三乙醇胺和0.2kg水投入均化罐中攪拌10min，均勻混合，得到復(fù)合表面改性劑，待用；(3)取用經(jīng)步驟(1)得到的凝灰?guī)r石粉4kg、脫硫灰渣5.5kg和活性激發(fā)劑0.1kg，并用螺旋送料機投入球磨機中；同時將由步驟(2)得到的復(fù)合表面改性劑噴入球磨機內(nèi)一起研磨，并采用勃氏比表面積儀(型號DBT-127，購自無錫建儀儀器)按照《水泥比表面積測定方法勃氏法》對粉體的比表面積進行測試，當(dāng)粉體的比表面積≥450m2/kg時停止研磨，即得到混凝土摻和料。一種混凝土，由如下成分組成：水泥340kg、所述混凝土摻合料34kg、粉煤灰68kg、砂791kg、碎石972kg、水176kg、聚羧酸減水劑3kg。實施例2：一種混凝土摻和料，由以下重量配比的原料組成：凝灰?guī)r石粉1kg、脫硫灰渣8.5kg、活性激發(fā)劑0.1kg、復(fù)合表面改性劑0.4kg，其中：活性激發(fā)劑由0.03kg鈦白石膏和0.07kg生石灰混合而成，復(fù)合表面改性劑由0.12kg聚羧酸鹽分散劑、0.04kg糖蜜、0.04kg三乙醇胺、0.2kg水混合而成。制備方法是：(1)將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑分別放入烘箱中烘干，在105℃的溫度下將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑均烘干至質(zhì)量含水量為0.5％，待用；(2)分別將0.12kg聚羧酸鹽分散劑、0.04kg糖蜜、0.04kg三乙醇胺、0.2kg水，投入均化罐中攪拌20min，均勻混合，得到復(fù)合表面改性劑，待用；(3)取用經(jīng)步驟(1)得到的凝灰?guī)r石粉1kg、脫硫灰渣8.5kg和活性激發(fā)劑0.1kg，由由螺旋送料機投入球磨機中，同時將由步驟(2)得到的復(fù)合表面改性劑噴入球磨機內(nèi)一起研磨，并采用勃氏比表面積儀按實施例1所述的方法，對粉體的比表面積進行測試，當(dāng)粉體的比表面積≥450m2/kg時停止研磨，即得到混凝土摻和料。一種混凝土，由如下成分組成：水泥295kg、所述混凝土摻合料90kg、粉煤灰68kg、砂791kg、碎石972kg、水176kg、聚羧酸減水劑3kg。實施例3：一種混凝土摻和料，由以下重量配比的原料組成：凝灰?guī)r石粉3.4kg、脫硫灰渣6.5kg、活性激發(fā)劑0.05kg、復(fù)合表面改性劑0.05kg，其中：活性激發(fā)劑由0.015kg鈦白石膏和0.035kg生石灰混合而成，復(fù)合表面改性劑由0.015kg聚羧酸鹽分散劑、0.005kg糖蜜、0.005kg三乙醇胺、0.025kg水混合而成。制備方法是：(1)將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑分別放入烘箱中烘干，在80℃的溫度下將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑均烘干至質(zhì)量含水量為1％，待用；(2)分別將0.015kg聚羧酸鹽分散劑、0.005kg糖蜜、0.005kg三乙醇胺、0.025kg水，投入均化罐中攪拌30min，均勻混合，得到復(fù)合表面改性劑，待用；(3)取用經(jīng)步驟(1)得到的凝灰?guī)r石粉3.4kg、脫硫灰渣6.5kg和活性激發(fā)劑0.05kg，并由螺旋送料機投入球磨機中，同時將步驟(2)得到的復(fù)合表面改性劑噴入球磨機內(nèi)一起研磨，并采用勃氏比表面積儀按實施例1所述的方法，對粉體的比表面積進行測試，當(dāng)粉體的比表面積≥450m2/kg時停止研磨，即得到混凝土摻和料。一種混凝土，由如下成分組成：水泥280kg、所述混凝土摻合料105kg、粉煤灰68kg、砂791kg、碎石972kg、水176kg、聚羧酸減水劑2.6kg。實施例4：一種混凝土摻和料，由以下重量配比的原料組成：凝灰?guī)r石粉1kg、脫硫灰渣8.5kg、活性激發(fā)劑0.1kg、復(fù)合表面改性劑0.4kg，其中：活性激發(fā)劑為0.1kg鈦白石膏，復(fù)合表面改性劑由0.12kg聚羧酸鹽分散劑、0.04kg糖蜜、0.04kg三乙醇胺、0.2kg水混合而成。制備方法是：(1)將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑分別放入烘箱中烘干，在60℃的溫度下將凝灰?guī)r石粉、脫硫灰渣和活性激發(fā)劑均烘干至質(zhì)量含水量為1.5％，待用；(2)分別將0.12kg聚羧酸鹽分散劑、0.04kg糖蜜、0.04kg三乙醇胺、0.2kg水，投入均化罐中攪拌15min，均勻混合，得到復(fù)合表面改性劑，待用；(3)取用由步驟(1)得到的凝灰?guī)r石粉1kg、脫硫灰渣8.5kg和活性激發(fā)劑0.1kg，并由螺旋送料機投入球磨機中，同時將步驟(2)得到的復(fù)合表面改性劑噴入球磨機內(nèi)一起研磨，并采用勃氏比表面積儀按實施例1所述的方法，對粉體的比表面積進行測試，當(dāng)粉體的比表面積≥450m2/kg時停止研磨，即得到混凝土摻和料。一種混凝土，由如下成分組成：水泥270kg、所述混凝土摻合料121.5kg、粉煤灰68kg、砂791kg、碎石972kg、水176kg、聚羧酸減水劑2.6kg。對照試驗為了驗證本發(fā)明所述的混凝土摻和料的技術(shù)效果，將實施例1、2、3、4所述的混凝土摻和料作為實驗例(分別為M1、M2、M3和M4)，同時選用市場上傳統(tǒng)礦物摻合料之一的礦粉(型號S95，購自寧波港建材科技有限公司)作為對照組(S0)，進行對比。實施例和對照組的混凝土摻合料均按20％比例等量替代混凝土的水泥(型號P.O42.5普通硅酸鹽水泥，購自寧波科環(huán)新型建材股份有限公司)，配制的配合比見表1。按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/TF50-2011》進行比表面積、膠砂流動度比、氯離子含量、活性指數(shù)測試及放射性的基本性能測試，測試結(jié)果見表2。表1：配合比組別編號水泥/g礦粉/g本發(fā)明/g標(biāo)準(zhǔn)砂/g水/g對照組S045022501350225實施例1M145002251350225實施例2M245002251350225實施例3M345002251350225實施例4M445002251350225表2：基本性能試驗結(jié)果從上表數(shù)據(jù)可看出，S0、M1、M2、M3和M4均符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范性能指標(biāo)要求，但與S0相比，實施例1、2、3、4的核心指標(biāo)：比表面積、活性指數(shù)、流動度比均優(yōu)于對照組。為了進一步說明本發(fā)明的混凝土摻和料在混凝土中應(yīng)用的技術(shù)效果，將實施例1～4制備的混凝土與未摻本發(fā)明的混凝土進行比較。實施例和對照組的混凝土中采用的水泥(型號為P.O42.5，購自寧波科環(huán)新型建材股份有限公司),減水劑(型號為聚羧酸減水劑，減水率20％，購自寧波潤鑫混凝土外加劑公司)，粉煤灰(型號為F類、II級，購自浙江國華寧海發(fā)電廠)，河砂(型號為細度模數(shù)為2.9的中粗沙，購自寧波市北侖永江海砂淡化場)，碎石(型號為5～25mm破碎石，購自寧波市高橋新欣采石場)。按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2011)進行抗壓強度測試；按照《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)之接觸法進行28d收縮變形測試；按照《水泥砂漿和混凝土環(huán)式限制約收縮開裂測試標(biāo)準(zhǔn)方法》(ASTMC1581-04)評價早齡期混凝土的抗裂性；按照《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)之強度耐蝕系數(shù)評價抗硫酸鹽侵蝕性。試驗混凝土配合比及測試結(jié)果見表3、表4。表3：混凝土配合比Kg/m3組別水泥本發(fā)明粉煤灰河砂碎石水減水劑對照組S03850687919721763實施例134034687919721763實施例229590687919721763實施例3280105687919721762.6實施例4270121.5687919721762.6表4：試驗結(jié)果項目對照組S0實施例1實施例2實施例3實施例47d抗壓強度/MPa35.638.238.336.236.328d抗壓強度/MPa43.249.149.746.248.628d收縮變形/10-6367242206236200初始開裂時間/d34.56.55.56強度耐蝕系數(shù)/％98102108105110從表4數(shù)據(jù)可看出，與對照組S0相比，實施例1、2、3、4的7d與28d強度均有所提高，28d干燥收縮變形分別下降了33.8％、43.6％、35.5％和45.6％，初始開裂時間均得到延長，且耐蝕系數(shù)得到提高，表明本發(fā)明所述的混凝土摻和料質(zhì)量占水泥質(zhì)量的10～45％摻量下具有較好的體積穩(wěn)定性。顯然，上述實施例僅僅為清楚說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本申請的權(quán)利要求保護所界定的范圍之中。當(dāng)前第1頁1 2 3