利用工业废钛石膏的自密实混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用工业废钛石膏的自密实混凝土及其制备方法。所述自密实混凝土包括粉料、粗骨料、细骨料、水、混凝土外加剂等组分；所述粉料由钛石膏与苯胺三聚体、碳纤维、二氧化硅气凝胶、水共混球磨后，再依次加入锌粉和生石灰粉、高岭土粉球磨形成。本发明专利技术利用钛石膏作为粉料的主要原料配制出自密实混凝土，其坍落扩展度可以达到760mm～820mm，扩展时间VS2＜2，流动性和抗离析性能高(SR2＜15)，特别是其抗腐蚀性能优异，在施工过程中对温度的适应性好，无泌水、无收缩，成型后可耐受温度范围广，使用寿命长，能大幅延缓钢筋的锈蚀。

【技术实现步骤摘要】
利用工业废钛石膏的自密实混凝土及其制备方法
本专利技术涉及一种自密实混凝土，具体涉及一种利用工业废钛石膏制备自密实混凝土的方法，属于建筑材料领域。
技术介绍
工业副产石膏是指工业生产中因化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的副产品或废渣，也称化学石膏或工业废石膏，主要包括脱硫石膏、钛石膏、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏、钛石膏等。其中，钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰(或电石渣)以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的工业废渣，是硫酸法钛白粉主要的工业副产品。目前，钛石膏是利用率最低的工业副产石膏，仅有少量用于复合胶结材料和外加剂使用，大量的钛石膏都没有被有效利用。钛石膏的大量排放会占用大量土地、污染环境、破坏生态平衡。近年来，研究人员发现，将钛石膏应用于建材领域，例如用于水泥配料是选择之一。千业水泥有限责任公司使用工业钛石膏替代部分脱硫石膏生产普通硅酸盐水泥，通过控制工业钛石膏的掺入比例＜3％，可以使得水泥的性能无明显变化。但在此种应用方法中，钛石膏是作为脱硫石膏的部分替代品，用量低且无助于改善水泥的性能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种利用工业废钛石膏的自密实混凝土及其制备方法，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种利用工业废钛石膏的自密实混凝土，其包括按照质量比计算的如下组分：18％～22％粉料、25％～30％粗骨料、28％～42％细骨料、17％～21％水、0.01％～0.1％混凝土外加剂；所述粉料包括85～95重量份的钛石膏、5～15重量份的高岭土粉、0.5～1重量份的苯胺三聚体、30～45重量份的水、2～3重量份的锌粉、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、5～10重量份的生石灰粉和0.1～0.5重量份的碳纤维。进一步地，所述粉料由85～95重量份的钛石膏与0.5～1重量份的苯胺三聚体、0.1～0.5重量份的碳纤维、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、30～45重量份的水共混球磨后，再依次加入2～3重量份的锌粉和5～10重量份的生石灰粉、5～15重量份的高岭土粉球磨形成。本专利技术实施例还提供了一种利用工业废钛石膏制备自密实混凝土的方法，其包括：(1)将85～95重量份的钛石膏与0.5～1重量份的苯胺三聚体、0.1～0.5重量份的碳纤维、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、30～45重量份的水共混球磨后，再依次加入2～3重量份的锌粉和5～10重量份的生石灰粉、5～15重量份的高岭土粉进行球磨，之后持续搅拌1h～3h，形成粉料；(2)将所述粉料与混凝土外加剂混合后快速搅拌形成净浆；(3)将步骤(2)制备的净浆与细骨料混合，并持续搅拌形成砂浆；(4)将步骤(3)制备的砂浆与粗骨料混合，并持续搅拌形成自密实混凝土，所述自密实混凝土包括按照质量百分比计算的如下组分：18％～22％粉料、25％～30％粗骨料、28％～42％细骨料、17％～21％水、0.01％～0.1％混凝土外加剂。与现有技术相比，本专利技术利用钛石膏作为粉料的主要原料配制出自密实混凝土，其坍落扩展度可以达到760mm～820mm，扩展时间VS2＜2，流动性和抗离析性能高(SR2＜15)，特别是其抗腐蚀性能优异，在施工过程中对温度的适应性好，无泌水、无收缩，成型后可耐受温度范围广，使用寿命长，能大幅延缓钢筋的锈蚀。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例提供了一种利用工业废钛石膏的自密实混凝土，其包括按照质量比计算的如下组分：18％～22％粉料、25％～30％粗骨料、28％～42％细骨料、17％～21％水、0.01％～0.1％混凝土外加剂；所述粉料包括85～95重量份的钛石膏、5～15重量份的高岭土粉、0.5～1重量份的苯胺三聚体、30～45重量份的水、2～3重量份的锌粉、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、5～10重量份的生石灰粉和0.1～0.5重量份的碳纤维。进一步地，所述粉料由85～95重量份的钛石膏与0.5～1重量份的苯胺三聚体、0.1～0.5重量份的碳纤维、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、30～45重量份的水共混球磨后，再依次加入2～3重量份的锌粉和5～10重量份的生石灰粉、5～15重量份的高岭土粉球磨形成。进一步地，所述球磨的速度为350～600转/分钟，时间为30～60min。进一步地，所述粉料所含颗粒物的比表面积为500m2/kg以上。进一步地，所述细骨料所用的砂包括质量比为1～2：10～20的细砂和中砂。进一步地，所述粗骨料所用的石子包括质量比为2～3：4～5的较大的石子和较小的小石子，所述较大的石子的粒度为10mm～20mm，所述较小的石子的粒度为5cm～10mm。本专利技术实施例还提供了一种利用工业废钛石膏制备自密实混凝土的方法，其包括：(1)将85～95重量份的钛石膏与0.5～1重量份的苯胺三聚体、0.1～0.5重量份的碳纤维、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、30～45重量份的水共混球磨后，再依次加入2～3重量份的锌粉和5～10重量份的生石灰粉、5～15重量份的高岭土粉进行球磨，之后持续搅拌1h～3h，形成粉料；(2)将所述粉料与混凝土外加剂混合后快速搅拌形成净浆；(3)将步骤(2)制备的净浆与细骨料混合，并持续搅拌形成砂浆；(4)将步骤(3)制备的砂浆与粗骨料混合，并持续搅拌形成自密实混凝土，所述自密实混凝土包括18％～22％粉料、25％～30％粗骨料、28％～42％细骨料、17％～21％水、0.01％～0.1％混凝土外加剂。进一步地，所述步骤(1)包括：将钛石膏与苯胺三聚体、碳纤维、二氧化硅气凝胶、水共混并以500～600转/分钟的速度球磨45～60min后，再依次加入锌粉和生石灰粉、高岭土粉并以350～400转/分钟的速度球磨30～60min，之后以100～300转/分钟的速度持续搅拌1h～3h，形成粉料。其中，通过将钛石膏与苯胺三聚体、碳纤维、二氧化硅气凝胶、水共混，可以使苯胺三聚体与碳纤维通过π-π共轭作用等结合形成高分散性的复合物，并使碳纤维在钛石膏颗粒及二氧化硅气凝胶颗粒之间形成桥联结构，继而与锌粉和生石灰粉、高岭土粉形成细腻粉料，该粉料与粗骨料、细骨料、水、混凝土外加剂配伍，能显著提升所形成自密实混凝土的综合性能，包括但不限于其坍落扩展度、扩展时间、流动性、抗离析性能、抗腐蚀性能、温度适应性等。进一步地，所述步骤(2)中采用的搅拌速度为80～200转/分钟。进一步地，所述步骤(2)、(3)中采用的搅拌速度为30～100转/分钟。以下通过若干实施例进一步详细说明本专利技术的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本专利技术，而不限制本专利技术的范围。本专利技术如下实施例中应用的各类物料均可以从市售途径获取。例如，混凝土外加剂可以采用上海麦斯特建工出售的MasterGleniumSKY8525高性能减水剂。沧州中丽新材料科技有限公司出售的碳纤维粉料。实施例1一种自密实混凝土的制备方法包括：(1)将85重量份的钛石膏与1重量份的苯胺三聚体、0.5重量份的碳纤维、2重量份的二氧化硅气凝胶、45重量份的水并以600转/分钟的速度球磨60min后，再依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用工业废钛石膏的自密实混凝土，其特征在于包括按照质量比计算的如下组分：18％～22％粉料、25％～30％粗骨料、28％～42％细骨料、17％～21％水、0.01％～0.1％混凝土外加剂；所述粉料包括85～95重量份的钛石膏、5～15重量份的高岭土粉、0.5～1重量份的苯胺三聚体、30～45重量份的水、2～3重量份的锌粉、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、5～10重量份的生石灰粉和0.1～0.5重量份的碳纤维。

【技术特征摘要】
1.一种利用工业废钛石膏的自密实混凝土，其特征在于包括按照质量比计算的如下组分：18％～22％粉料、25％～30％粗骨料、28％～42％细骨料、17％～21％水、0.01％～0.1％混凝土外加剂；所述粉料包括85～95重量份的钛石膏、5～15重量份的高岭土粉、0.5～1重量份的苯胺三聚体、30～45重量份的水、2～3重量份的锌粉、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、5～10重量份的生石灰粉和0.1～0.5重量份的碳纤维。2.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于：所述粉料由85～95重量份的钛石膏与0.5～1重量份的苯胺三聚体、0.1～0.5重量份的碳纤维、1～2重量份的二氧化硅气凝胶、30～45重量份的水共混球磨后，再依次加入2～3重量份的锌粉和5～10重量份的生石灰粉、5～15重量份的高岭土粉球磨形成。3.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于：所述球磨的速度为350～600转/分钟，时间为30～60min。4.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于：所述粉料所含颗粒物的比表面积为500m2/kg以上。5.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于：所述细骨料所用的砂包括质量比为1～2：10～20的细砂和中砂。6.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于：所述粗骨料所用的石子包括质量比为2～3：4～5的较大的石子和较小的小石子，所述较大的石子的粒度为10mm～20mm，所述较小的石子的粒度为5cm～10mm。7.一种利用工业废钛石膏制备自密实...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海舰，马剑，王静芳，江飞飞，吴春杨，
申请(专利权)人：张家港江苏科技大学产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32