一种超细土混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超细土混凝土，主要由土、水泥、粉煤灰、硅灰、混凝土再生剂、含铁聚丙烯纤维和水配制而成，所述土为研磨至90％以上粒径小于1mm的超细土；本发明专利技术还公开了一种超细土混凝土的制备方法，将原料混合均匀后与混凝土再生剂溶液搅拌均匀，然后灌入模具中，依次经插捣和振捣，再静置脱模后养生。本发明专利技术利用研磨使土体中的单个矿物颗粒或团粒暴露出来并在水泥水化反应放热的条件下参加活性反应形成凝胶体，使混凝土中的其它成分牢固地胶结在一起，从而大大提高了混凝土的抗拉强度，同时降低混凝土的原料成本，减少了对环境的污染破坏；本发明专利技术的制备方法简单，对设备要求不高，易于实现，适宜工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种超细土混凝土及其制备方法
本专利技术属于土木工程材料
，具体涉及一种超细土混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土是目前工程建设必不可少的一种建筑材料，应用广泛且用量巨大。普通混凝土主要由水泥和石料组成，而水泥的生产不仅需要耗费大量的电能，同时会造成环境污染，比如雾霾。而石料的开采不仅会耗费大量的人力物力，同时采石对山体破坏更加严重，引起的环境破坏效应更加严重。申请号为201510538352.7的专利技术专利公开了一种超高强度活性粉末混凝土及其制备方法，申请号为201710175668.3的专利技术专利公开了一种再生钢纤超高性能混凝土及制备方法，这两个专利中均将石英砂作为混凝土的组成主料，石英砂在混凝土的固体材料组分中的占比最大。目前石英砂的市售价格约为2000元/吨，价格昂贵，大大增加了混凝土的原料成本；而采用石英砂制作的混凝土试件需要在蒸汽室内养生才能获得高强度的性能，进一步增加了混凝土的制备成本，且不利于公路工程的大规模现场施工；同时生产石英砂需要开采大量的矿石作为原料，容易造成了环境的破坏。现有路面的破坏一般为拉破坏，所以抗弯拉强度是考察混凝土路面的一个重要的质量指标，《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2011)中对基层材料要求28d弯拉强度标准值控制在2.0MPa～2.5MPa。上述两个专利中的混凝土的强度虽然能够满足路用要求，但其高昂的原料成本与严格的养生条件，致使其不适用于公路这种分布面积广，材料需求量大，需要能大规模现场施工的要求。因此需要一种既能满足路用要求，又能降低原料成本且原料取材方便、减少环境破坏的新型混凝土。另外，近年来随着环保要求的提高，大量烧结砖砖厂被关停，普通烧结砖紧缺，急需一种环保型能高的替代砖制品，既要满足一定的抗压强度，又能减少对环境的污染。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种超细土混凝土。该混凝土以研磨至90％以上粒径小于1mm的土为主要原料，利用研磨使土体中的单个矿物颗粒或团粒暴露出来并具备了参加活性反应的粒度条件，在混凝土原料中的水泥发生水化反应并放出热量的条件下，土中矿物成分发生化学反应且形成凝胶体，使混凝土中的其它成分牢固地胶结在一起，从而大大提高了混凝土的抗拉强度，由于土的来源广泛且无产地限制，大大降低混凝土的原料成本，减少了对环境的污染破坏。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种超细土混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：土810～2290份，水泥149～448份，粉煤灰82.6～332份，硅灰49.4～200份，混凝土再生剂40～100份，含铁聚丙烯纤维0.1～200份，生石灰石粉0～148份，铁粉0～100份，水318～827份；所述土为研磨至90％以上粒径小于1mm的超细土；所述含铁聚丙烯纤维由铁粉均匀分散在熔融的聚丙烯聚合物中，通过挤压喷丝得到。本专利技术以研磨至90％以上粒径小于1mm的土作为混凝土组分的主要原料，由于土经研磨粉碎后粒径小于1mm时组成土体的单个矿物颗粒或团粒暴露出来，土中矿物成分中的石英、长石、方解石和白云石的粒径大多在100um以下，具备了参加活性反应的粒度条件，当混凝土原料中的水泥与水混合后发生水化反应并放出热量使得水化反应体系内部升温，同时混凝土原料中的混凝土再生剂裹附在水化反应体系的周围，水化反应放出的热量不易散出且持续升高，土中的成分发生类似生产水泥的化学反应且反应产物与水继续发生水化反应形成凝胶体，使混凝土中的其它成分牢固地胶结在一起，从而大大提高了混凝土的抗拉强度，由于土的来源广泛，取材方便，且无产地限制，大大降低混凝土的原料成本，节省了人力物力，减少了对环境的污染和破坏；本专利技术混凝土组分中含铁聚丙烯纤维由铁粉均匀分散在熔融的聚丙烯聚合物中，通过挤压喷丝得到，由于含铁聚丙烯纤维中的铁均匀包裹在聚丙烯聚合物中，避免了生锈，当混凝土到达使用年限后，可采用磁铁将含铁聚丙烯纤维从破碎后的混凝土废料中分离出来，重新进行熔融挤压成型得到新的含铁聚丙烯纤维，而剩余的混凝土废料可重新作为制备新混凝土的原料进行循环使用，避免了建筑废料的产生，提高了混凝土的使用效率。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述土为碎石土、砂土、粉土、黏性土中的一种或两种以上。选用常见的碎石土、砂土、粉土、黏性土作为原料，且对两种以上土只需混合即可，无配比要求，缩短了分类称量工艺，有利于土的开采，并且上述土源分布广泛，土的取用方便。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：土810～2290份，水泥149～448份，粉煤灰82.6～332份，硅灰49.4～200份，混凝土再生剂40～100份，含铁聚丙烯纤维0.1～200份，生石灰石粉5～148份，铁粉3～100份，水318～827份。添加生石灰石粉和铁粉有助于提高混凝土的抗拉强度。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述硅灰为无定型球状颗粒，硅灰中SiO2的质量含量不小于83％，SiO2的比表面积不小于15m2/g。通过限制硅灰中SiO2的质量含量和比表面积，提高了硅灰的反应活性，而采用无定型球状颗粒的硅灰，在保证其反应活性的同时，填充了混凝土内部其它材料颗粒之间的孔隙，提高了混凝土的密实度，进一步提高了混凝土的强度。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述含铁聚丙烯纤维中的铁的质量含量为0.1％～3％，所述含铁聚丙烯纤维的直径为0.2mm～2.5mm，长度为10mm～35mm，含铁聚丙烯纤维的抗拉强度大于400MPa。将含铁聚丙烯纤维规格和抗拉强度限定在上述范围内，既提高了含铁聚丙烯纤维与混凝土中其它活性材料的胶结性能，提高了混凝土的抗拉强度，又减少了对拌和的影响，有利于混凝土的制备。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述混凝土再生剂的主要成分为异戊二烯基聚氧乙烯醚、过氧化氢、乙烯基三乙氧基硅烷、氢氧化钠、硫酸亚铁、丙烯酸、甲代烯丙基聚乙二醇大单体、丙烯酸、过硫酸铵、巯基乙酸、支化活性大单体和亚硫酸氢钠。混凝土再生剂促进了混凝土组分中的土与水泥、粉煤灰、硅灰等粉体材料的均匀分散，避免了粉体材料凝结成团，加水后形成具有一定粘度和流动度的混凝土浆体；同时该混凝土再生剂具有一定的减水作用，减少了混凝土组分中水的份数，从而提高了混凝土的密实度，减少了内部孔隙分布，进而提高了混凝土的强度。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰或Ⅱ级粉煤灰。通过限定粉煤灰级别控制粉煤灰的细度，确保粉煤灰与其它粉体材料充分混合均匀并具有足够的反应活性，参与混凝土中的化学反应。上述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述生石灰石粉的粒径小于100μm；所述铁粉为粒径小于150um的黑色颗粒。通过限定生石灰石粉的粒径确保生石灰石粉具有足够的反应活性，参与混凝土中的水化反应；通过限定铁粉的粒径确保铁粉具有足够的反应活性，更容易参与混凝土中的水化反应。另外，本专利技术还提供了一种超细土混凝土的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将土研磨至90％以上粒径小于1mm的超细土，然后将超细土、水泥、粉煤灰、硅灰、石灰石粉和铁粉混合后搅拌均匀，再在搅拌的条件下均匀加入含铁聚丙烯纤维，再充分搅拌均匀，得到混合物；步骤二、将混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超细土混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：土810～2290份，水泥149～448份，粉煤灰82.6～332份，硅灰49.4～200份，混凝土再生剂40～100份，含铁聚丙烯纤维0.1～200份，生石灰石粉0～148份，铁粉0～100份，水318～827份；所述土为研磨至90％以上粒径小于1mm的超细土；所述含铁聚丙烯纤维由铁粉均匀分散在熔融的聚丙烯聚合物中，再通过挤压喷丝得到。

【技术特征摘要】
1.一种超细土混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：土810～2290份，水泥149～448份，粉煤灰82.6～332份，硅灰49.4～200份，混凝土再生剂40～100份，含铁聚丙烯纤维0.1～200份，生石灰石粉0～148份，铁粉0～100份，水318～827份；所述土为研磨至90％以上粒径小于1mm的超细土；所述含铁聚丙烯纤维由铁粉均匀分散在熔融的聚丙烯聚合物中，再通过挤压喷丝得到。2.根据权利要求1所述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述土为碎石土、砂土、粉土、黏性土中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的一种超细土混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：土810～2290份，水泥149～448份，粉煤灰82.6～332份，硅灰49.4～200份，混凝土再生剂40～100份，含铁聚丙烯纤维0.1～200份，生石灰石粉5～148份，铁粉3～100份，水318～827份。4.根据权利要求1所述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述硅灰为无定型球状颗粒，硅灰中SiO2的质量含量不小于83％，SiO2的比表面积不小于15m2/g。5.根据权利要求1所述的一种超细土混凝土，其特征在于，所述含铁聚丙烯纤维中的铁的质量含量为0.1％～3％，所述含铁聚丙烯纤维的直径为0.2mm～2.5mm，长度为10mm～35mm，含铁聚丙烯纤维的抗拉强度大于400MPa。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓军，李昊，翟雪强，马嘉昕，易浩，吴燕利，
申请(专利权)人：西安科技大学，西安心学交通地质工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61