一种预拌混凝土制品及其制造方法技术

由水泥、复合矿物外掺料、黄砂、石子、外加剂及水等组成的一种预拌混凝土，其特征在于其中复合矿物外掺料——矿渣微粉和粉煤灰的掺量超过现有的水平，达到了３０～５０％的水泥用量。同时，它具有提高和易性、改善可泵性、延长凝结时间、减少水化热温升、提高和改善混凝土地抗化学性、增加长期强度等特点。综上所述，本发明专利技术所述的复合矿物外掺料预拌混凝土的开发和应用，有利于提高工程质量，降低成本、节约能源，有利于改善人类的生态环境。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水泥组合物以及使用它的混凝土制品及其制造方法，特别是涉及用于泵送、浇筑、捣实的大掺量复合矿物外掺料预拌混凝土制品及其制造方法。符合环保、节能要求的预拌混凝土的开发和应用是当今国际建筑领域研究的热点和难点。在现有的混凝土配制技术中主要存在以下问题一、单方混凝土中水泥用量较大。目前，国内混凝土行业，矿物掺合料的掺量一般为水泥用量的10～30％。二、传统的混凝土配制采用粉煤灰、外加剂的“双掺”技术，其主要解决泵送、降低水化热地问题。随着建筑技术的不断发展和建筑物向超高、超深和超大方向发展，特别在大体积混凝土中因水化热集中，容易引起内外温差，造成产生裂缝，影响建筑物的质量。本专利技术的制品通过增加复合矿物外掺料的掺量，降低混凝土中的水泥用量为主要途径，充分利用复合矿物外掺料其在混凝土中的特殊作用即无论对混凝土的强度、脆性、徐变、弹模等力学性能，还是对体积稳定性、耐久性等混凝土长期性能，均有较好的改性作用等的特点，以达到大幅度节约自然资源、节约水泥、减少污染、保护环境的目的。本专利技术制品的主要技术及解决技术的关键一、根据混凝土的不同强度等级，采用的矿渣微粉、粉煤灰按一定比例(8∶2～6∶4)并按一定的水泥折算率(矿渣微粉的折算率为1∶0.9，粉煤灰的折算率为2∶1)配制成复合矿物外掺料，并在混凝土中按水泥用量的30～50％掺入。同时，选用适合的搅拌工艺，拌制复合矿物外掺料预拌混凝土。二、配制情况根据具体供应条件的波动而调整、控制。常规条件下，经过试验分析确定选用42.5普通硅酸盐水泥或42.5II硅酸盐水泥、细度模数为2.3～2.7的黄砂和5～25mm或5～40mm的碎石、S95矿渣微粉和II级磨细粉煤灰及EA-1(2)或FTH-2C的外加剂。三、复合矿物外掺料混凝土设计强度等级为C20～C60，坍落度为120～180mm。本申请中有关文字的几点说明按新的国家标准规定原水泥525牌号的标注，一律改为42.5的标注。集料是黄砂和碎石的简称。粗骨料和细骨料分别是碎石和黄砂的简称。胶凝材料是水泥和复合矿物外掺料的简称。本专利技术制品的制造工艺的主要特点1、突破了传统的混凝土“双掺”配制技术。传统的混凝土配制采用粉煤灰、外加剂的双掺技术，其主要解决泵送、降低水化热问题。随着建筑技术的不断发展和建筑物向超高、超深和超大方向发展，人们对混凝土地耐久性、环保性等提出了更新、更高的要求。2、首次提出了矿物外掺料具有减水剂的作用观点并加以实际应用。在对粉煤灰试验研究中发现其球形粒子或微细粉末能改善新拌混凝土的和易性，在满足施工要求的条件下，适当减少了混凝土的用水量。对矿渣微粉试验研究表明，比表面积越大，矿渣微粉的需水量就越小，其原因在于虽然表面裹了一层水要耗用一部分水，但由于矿渣微粉的水化速率较慢，本身水化所需水份又少，故其需要的用水量低于基准的水泥胶砂的用水量。通过上述两项试验研究，得出了矿物外掺料同样具有化学外加剂的减水作用。通过工程实践，用一定细度的矿物外掺料配制混凝土其用水量比普通混凝土减少5～8kg/m3。3、在配比设计中，调整了原保罗公式中的A、B系数。《普通混凝土配合比设计规程》中推荐的配合比设计基本公式是针对水泥、水、砂、石四组分普通混凝土规定的。而在混凝土中掺合了由矿渣微粉、粉煤灰复合组成的胶凝材料后，那么在复合胶凝材料中的水泥性能会因掺合料的不同，并由相互影响而产生互补效应，如按照常规公式中的A、B系数设计，将造成混凝土配制强度的偏差。通过大量试验研究终于得出了当胶凝材料由三组份(水泥、矿渣微粉和粉煤灰)所占不同百分比时，水胶比与混凝土强度之间的关系，进一步回归出新的A、B系数，确定了水泥、复合矿物外掺料、外加剂、黄砂和碎石等组成的合理匹配，精心设计了一套从C20～C60混凝土配合比。4、采用独特的外加剂滞水法、界面增强法等新工艺。由于复合胶凝材料配制的新型预拌混凝土，比普通混凝土的组分复杂，为了保证混凝土的拌和质量，通过试验研究改变了原先的搅拌工艺，根据客户的要求可采用外加剂滞水法，即在黄砂和碎石、矿物掺合料、水泥与水搅拌的基础上再加入外加剂进行搅拌，达到二次水化、二次减水效果。亦可采用增强水泥浆集料界面法，即将黄砂和碎石与部分水泥先进行搅拌，使其表面裹一层浓厚的浆体，然后再加入水和外加剂与水泥进行搅拌，从而在不增加各配成材料的条件下使混凝土抗渗透性、耐冻融性得以提高。5、研制了与复合矿物外掺料具有良好相容性的混凝土外加剂。复合矿物外掺料采用的外加剂与一般的外加剂不同，它一方面要使含胶凝材料(水泥和复合矿物外掺料)较多的浆体稀化，减少流动性，另一方面又要使混凝土具有适度的粘稠性，使黄砂和碎石在外力的作用下自始至终在浆体中保持均匀分布的能力，即混凝土具有良好的稳定性。针对粉煤灰和矿渣微粉两种不同物理特征，根据复合矿物外掺料预拌混凝土配制要求，研制开发了两种不同型号的外加剂EA-1(2)和FTH-2C。附表说明表1～4为本专利技术制品采用不同水胶比和胶凝材料、外加剂与强度相关性试验结果表5为本专利技术制品的一种预拌混凝土级配(42.5P.O水泥)表6为本专利技术制品的预拌混凝土性能表表7为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的混凝土配合比表8为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的新拌混凝土性能试验结果表9为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的混凝土抗压强度表10为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的混凝土力学性能试验结果表11为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的抗渗、抗冻性能试验结果表12为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的不同龄期收缩试验结果表13为本专利技术制品的预拌混凝土某一实施例C30的不同龄期碳化试验结果附图说明附图1、复合矿物外掺料预拌混凝土制品生产基本工艺流程图 2、复合矿物外掺料预拌混凝土制品拌和工艺图以下结合附图作进一步说明本专利技术所述的由水泥、复合矿物外掺料、黄砂、石子、外加剂及水组成的预拌混凝土制品，其特征在于复合矿物外掺料是由矿渣微粉和粉煤灰拌和而成，其掺量为水泥用量的30～50％。其中的矿渣微粉和粉煤灰规格分别为S95矿渣微粉和II级磨细粉煤灰；矿渣微粉和粉煤灰两者配合比为8∶2～6∶4；它们与水泥的折算率分别为1∶0.9和2∶1。使用的水泥为42.5II型硅酸盐水泥(P.II)(或42.5普通硅酸盐水泥(P.O))。其中的黄砂其细度模数为2.3～2.7，石子为5～25mm(或5～40mm的碎石)。其中的外加剂的牌号为EA-1(2)其掺量为0.5～0.8％的水泥用量(或FTH-2C其掺量为1500～2200ml/100kg的水泥用量)。本专利技术所述的一种预拌混凝土制品其基本工艺流程将按上述配制的(一)水泥、粉煤灰和矿渣微粉由贮仓经螺旋输送机给料经电子称(重量计)称量进入BLBA搅拌机进行混合搅拌；与此同时，(二)黄砂和碎石由贮仓经拉铲给料经电子称(重量计)称量进入BLBA搅拌机进行混合搅拌；(三)水由供水设备经电子称称量进入BLBA搅拌机进行混合搅拌；与此同时，(四)外加剂溶液由贮池经输送管道、泵送给料经电子称(体积计量)称量进入BLBA搅拌机进行混合搅拌；待上述胶凝材料、集料、外加剂和水四路经过BLBA搅拌机搅拌后由搅拌输送车经具有气动搅拌装置将混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预拌混凝土制品由水泥、黄砂、碎石、复合矿物外掺料、外加剂及水搅拌而成，其特征在于复合矿物外掺料是由Ｓ９５矿渣微粉和Ⅱ级磨细粉煤灰按８∶２～６∶４的比例拌和而成（两者与水泥的折算率分别为１∶０．９和２∶１），并以３０～５０％的水泥用量掺入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张克文，刘长民，张越，陈尧亮，马泓，
申请(专利权)人：上海建工材料工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]