一種石灰石粉復(fù)合摻合料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料，尤其涉及一種石灰石粉復(fù)合摻合料。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉煤灰、礦渣、硅灰作為最具代表性的礦物摻合料，因其優(yōu)異的性能，在工程建設(shè) 中使用最為廣泛。然而，我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)逐漸面臨粉煤灰、礦渣等摻合料資源短缺的問(wèn) 題，一些地區(qū)甚至出現(xiàn)粉煤灰、礦渣脫銷的現(xiàn)象。同時(shí)，由于供不應(yīng)求的供求關(guān)系，導(dǎo)致使用 粉煤灰和礦粉作為混凝土摻合料，無(wú)疑增加了混凝土的生產(chǎn)成本，另外，硅灰雖然對(duì)提高混 凝土力學(xué)性能的效果明顯，但其價(jià)格昂貴，約相當(dāng)于水泥價(jià)格的7-10倍，硅灰取代10-15% 的水泥也將使膠凝材料的成本翻倍，因此硅灰的應(yīng)用也受到一定限制。因此尋找便于就地 取材，優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的礦物摻合料勢(shì)在必行。
[0003] 我國(guó)的石灰?guī)r礦藏資源相對(duì)比較豐富，石灰石資源隨處可見，在我國(guó)近代混凝土 的生產(chǎn)中較多的使用了石灰?guī)r，以便于就地取材并降低成本。同時(shí)，我司擁有自己的采石 礦，更加便于研究使用，有利于成本的降低和石灰石粉質(zhì)量的控制。
[0004] 根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究，石灰石粉作為混凝土摻合料使用，有著顯著的優(yōu)勢(shì)及可行 性。主要包括以下幾個(gè)方面：（1)石灰石粉的添加可加速水泥水化；（2)石灰石粉的顆粒形 貌效應(yīng)可以分為形態(tài)效應(yīng)和填充效應(yīng)；（3)石灰石粉具有活性效應(yīng)；
[0005] 總體看來(lái)，采用石灰石粉做混凝土摻合料，從大的方面看具有環(huán)境及經(jīng)濟(jì)方面的 效益，但單獨(dú)添加時(shí)，對(duì)混凝土的性能又具有一些不利影響，因此，尋找新的添加方式，對(duì)于 石灰石粉的有效利用，有著重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種石灰石粉復(fù)合摻合料，通過(guò)不同 比例粉磨加工制備出高性能復(fù)合礦物摻合料，為復(fù)合礦物摻合料在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用提 供技術(shù)依據(jù)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種石灰石粉復(fù)合摻合料，包括質(zhì)量比為7 :3~6 :4的石 灰石粉和粉煤灰，將上述配比的各組分混合均勻后進(jìn)行研磨得到所述復(fù)合摻合料，其比表 面積^ 560m2/kg，其 45um 篩余為 0. 6%，其密度^ 2. 63g/cm3。
[0008] 進(jìn)一步地，所使用石灰石粉的比表面積為520m2/kg，密度為2. 7g/cm3,亞甲藍(lán)值為 0. 5〇
[0009] 進(jìn)一步地，所使用的粉煤灰的密度為2. 68g/cm3,比表面積為398m2/kg，需水量比 99%，活性指數(shù)為79 %。
[0010] 本發(fā)明中石灰石粉本身的多孔特性具有的吸水效應(yīng)使得石肩混凝土的實(shí)際水灰 比小于同配比的普通混凝土，使混凝土的保水性增強(qiáng)，泌水率減小，減少了自由水在界面上 聚集，因而利于漿-骨界面的改善；石肩表面粗糙，帶有尖銳棱角，不但使得集料與漿體的 咬合力得到增強(qiáng)，而且有利于漿-骨界面的改善，這就是形態(tài)效應(yīng)。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0012] ①本發(fā)明所述復(fù)合摻合料的粒度小于水泥和粉煤灰，可以有效填充水泥顆粒之間 的縫隙，增加混凝土的密實(shí)性；
[0013] ②本發(fā)明所述復(fù)合摻合料相對(duì)于同等摻量的粉煤灰組及無(wú)摻合料組，混凝土的 工作性能得到有效提高；在獲得相近坍落度的情況下，摻加復(fù)合摻合料的混凝土用水量減 少；
[0014] ②本發(fā)明所述摻合料，用石灰石粉取代水泥或者粉煤灰，既能有效利用采石場(chǎng)砂 石生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的石灰石粉，以及機(jī)制砂中石灰石粉對(duì)混凝土性能的影響，減少了砂石 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的石灰石粉的浪費(fèi)，變廢為寶，利于環(huán)保，又能解決目前混凝土行業(yè)粉煤灰 緊缺的問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 取比表面積為520m2/kg、密度為2. 7g/cm3、亞甲藍(lán)值為0. 5的石灰石粉，取密度為 2. 68g/cm3、比表面積為398m2/kg、需水量比99 %、活性指數(shù)為79 %的粉煤灰，將石灰石粉和 粉煤灰按質(zhì)量比為7 :3進(jìn)行配比并混合均勻，然后研磨得到所述復(fù)合摻合料，其比表面積 ^ 560m2/kg，其 45um 篩余為 0· 6%，其密度^ 2. 63g/cm3。
[0018] 實(shí)施例2
[0019] 取比表面積為520m2/kg、密度為2. 7g/cm3、亞甲藍(lán)值為0. 5的石灰石粉，取密度為 2. 68g/cm3、比表面積為398m2/kg、需水量比99 %、活性指數(shù)為79 %的粉煤灰，將石灰石粉和 粉煤灰按質(zhì)量比為6 :4進(jìn)行配比并混合均勻，然后研磨得到所述復(fù)合摻合料，其比表面積 ^ 560m2/kg，其 45um 篩余為 0· 6%，其密度^ 2. 63g/cm3。
[0020] 對(duì)比實(shí)施例1
[0021] 取原料石灰石研磨，得到比表面積為520m2/kg、密度為2. 7g/cm3、亞甲藍(lán)值為0. 5 的石灰石粉，取原料粉煤灰研磨，得到密度為2. 33g/cm3、比表面積為457m2/kg的粉煤灰， 將石灰石粉替代部分粉煤灰以作為復(fù)合摻合料。
[0022] 對(duì)比實(shí)施例2
[0023] 取原料石灰石研磨，得到比表面積為800m2/kg、密度為2. 7g/cm3、亞甲藍(lán)值為0. 5 的石灰石粉，取原料粉煤灰研磨，得到密度為2. 33g/cm3、比表面積為457m2/kg的粉煤灰， 將石灰石粉替代部分粉煤灰以作為復(fù)合摻合料。
[0024] 取實(shí)施例1、實(shí)施例2以及對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2的摻合料進(jìn)行下述混凝土 試驗(yàn)：
[0025] 表1 :C30、C40混凝土配合比

[0029] 如表2所示，對(duì)于C30混凝土，摻入實(shí)施例1和實(shí)施例2所述摻合料時(shí)，混凝土的 i丹落度和擴(kuò)展度均較好，分別為210mm或205mm，655mm或642. 5mm ;-小時(shí)后分別為210mm 或200mm和545mm或572. 5mm，是各組中損失最小的。對(duì)于C40混凝土，摻入實(shí)施例1和實(shí) 施例2所述摻合料時(shí)，對(duì)其工作性能影響與C30有相同的變化規(guī)律。從工作性試驗(yàn)看出，按 照一定比例混磨制備的復(fù)合摻合料配制的混凝土，其工作性要好于直接用石粉取代粉煤灰 而配制的混凝土。同時(shí)，石粉的細(xì)度不宜只是追求過(guò)細(xì)，適度的細(xì)度，不僅對(duì)混凝土工作性 有利，而且更能節(jié)省生產(chǎn)成本。
[0030] 表3 :石灰石粉復(fù)合摻合料對(duì)C30、C40混凝土抗壓強(qiáng)度的影響
[0033] 如表3所示，對(duì)于C30混凝土，當(dāng)摻入實(shí)施例1和實(shí)施例2所述摻合料時(shí)，所配制 的混凝土的3d、7d和28d強(qiáng)度高于對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例2 ;對(duì)于C40混凝土，摻入實(shí) 施例1和實(shí)施例2所述摻合料時(shí)，對(duì)其抗壓強(qiáng)度影響與C30有相同的變化規(guī)律。
[0034] 對(duì)復(fù)合摻合料進(jìn)行長(zhǎng)期和耐久性試驗(yàn)：
[0035] 表4 :C30、C40混凝土配合比
[0039] 如表5所示，C30混凝土碳化情況對(duì)比情況，與基準(zhǔn)水泥組FA2相比，不管是摻加 粉煤灰，還是摻加復(fù)合摻合料，其兩者的14d時(shí)的碳化深度都比基準(zhǔn)水泥組有所增加。碳化 進(jìn)度至28d時(shí)，摻加20 %左右復(fù)合摻合料的試件FAl，與基準(zhǔn)水泥組相比，其碳化深度已無(wú) 明顯差別，而且與同等摻量的粉煤灰試件FAO相比，碳化深度有所減小。當(dāng)復(fù)合摻合料摻量 達(dá)到30% (FA5)時(shí)，碳化深度最大，但后期碳化深度增長(zhǎng)緩慢。
[0040] C40混凝土的碳化情況相比30混凝土，14d時(shí)的碳化情況二者基本一致，到后期 28d時(shí)，F(xiàn)BO (24%粉煤灰）、FB1 (24%復(fù)合摻合料）兩組試件碳化深度增幅變大，F(xiàn)BO增幅高 達(dá)100%。當(dāng)復(fù)合摻合料摻量達(dá)到30% (FB5)時(shí)，14d碳化深度最大，但后期碳化深度增長(zhǎng) 緩慢，28d碳化深度小于FBO組。
[0041] 表6 :C30、C40混凝土抗硫酸鹽試驗(yàn)
[0042]
[0043] 如表6所示，C30混凝土硫酸鹽侵蝕結(jié)果，在硫酸鹽溶液中浸泡的試件，其抗壓強(qiáng) 度與標(biāo)注養(yǎng)護(hù)的試件相比，當(dāng)粉煤灰摻量為24 %、復(fù)合摻合料摻量為24 %、無(wú)摻合料、復(fù)合 摻合料摻量為30%時(shí)，浸泡在硫酸鹽溶液中的試件強(qiáng)度分別為相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度的 65. 9%、77. 4%、72. 6%、104. 8%。同在硫酸鹽侵蝕條件下，摻加礦物摻合料的試件強(qiáng)度與 基準(zhǔn)水泥組相比，并無(wú)明顯差別。
[0044] C40混凝土硫酸鹽侵蝕結(jié)果，在硫酸鹽溶液中浸泡的試件，其抗壓強(qiáng)度與標(biāo)注養(yǎng)護(hù) 的試件相比，均有所下降，當(dāng)粉煤灰摻量為24%、復(fù)合摻合料摻量為24%、無(wú)摻合料、復(fù)合 摻合料摻量為30%時(shí)，浸泡在硫酸鹽溶液中的試件強(qiáng)度分別為相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度的 80%、82. 4%、77. 7%、84. 3%。同在硫酸鹽侵蝕條件下，摻加礦物摻合料的試件強(qiáng)度與基準(zhǔn) 水泥組相比，并無(wú)明顯差別。
[0045] 綜上所述，在一定比例下?lián)郊訌?fù)合摻合料不會(huì)降低混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能，但 是摻量過(guò)多會(huì)使混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能降低。當(dāng)摻量過(guò)多時(shí)，摻合料中的石灰石粉可能 促進(jìn)了鈣礬石不斷產(chǎn)生，會(huì)出現(xiàn)表面脫落現(xiàn)象，進(jìn)而硫酸鹽進(jìn)一步侵蝕內(nèi)部混凝土。同時(shí)在 某些環(huán)境條件下有可能生成碳硫硅酸鈣，導(dǎo)致主要水化產(chǎn)物C-S-H凝膠的分解，使強(qiáng)度損 失更多。
[0046] 上述試驗(yàn)表明：本發(fā)明所述復(fù)合摻合料在試驗(yàn)中對(duì)水泥、外加劑的適應(yīng)性良好，沒 有出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，其耐久性及碳化程度與粉煤灰配置的混凝土相近；本發(fā)明所述復(fù)合 摻合料的粒度小于水泥和粉煤灰，可以有效填充水泥顆粒之間的縫隙，增加混凝土的密實(shí) 性；相對(duì)于同等摻量的粉煤灰組及無(wú)摻合料組，混凝土的工作性能得到有效提高；在獲得 相近坍落度的情況下，摻加復(fù)合摻合料的混凝土用水量減少。綜上所述，本發(fā)明所述復(fù)合摻 合料可替代粉煤灰而作為性能優(yōu)良的復(fù)合摻合料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石灰石粉復(fù)合摻合料，其特征在于，包括質(zhì)量比為7 :3或6 :4的石灰石粉和粉 煤灰，將上述配比的各組分混合均勻后進(jìn)行研磨得到所述摻合料，其比表面積彡560m2/kg， 其45um篩余為0. 6%，其密度彡2. 63g/cm3。2. 如權(quán)利要求1所述的一種石灰石粉復(fù)合摻合料，其特征在于：所使用石灰石粉的比 表面積為520m2/kg，密度為2. 7g/cm3,亞甲藍(lán)值為0. 5。3. 如權(quán)利要求1所述的一種石灰石粉復(fù)合摻合料，其特征在于：所使用的粉煤灰的密 度為2. 68g/cm3,比表面積為398m2/kg，需水量比99%，活性指數(shù)為79%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石灰石粉復(fù)合摻合料，包括質(zhì)量比為7：3或6：4的石灰石粉和粉煤灰，將上述配比的各組分混合均勻后進(jìn)行研磨得到所述摻合料，其比表面積≥560m2/kg，其45um篩余為0.6％，其密度≥2.63g/cm3。本發(fā)明所述復(fù)合摻合料在試驗(yàn)中對(duì)水泥、外加劑的適應(yīng)性良好，沒有出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，其耐久性及碳化程度與粉煤灰配置的混凝土相近；本發(fā)明所述復(fù)合摻合料的粒度小于水泥和粉煤灰，可以有效填充水泥顆粒之間的縫隙，增加混凝土的密實(shí)性；相對(duì)于同等摻量的粉煤灰組及無(wú)摻合料組，混凝土的工作性能得到有效提高；在獲得相近坍落度的情況下，摻加復(fù)合摻合料的混凝土用水量減少。綜上所述，本發(fā)明所述復(fù)合摻合料可替代粉煤灰而作為性能優(yōu)良的復(fù)合摻合料。
【IPC分類】C04B18/08
【公開號(hào)】CN105016641
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510487668
【發(fā)明人】張意, 陳怡宏, 覃麗祿, 董強(qiáng), 段文川
【申請(qǐng)人】重慶建工住宅建設(shè)有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日