免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种混凝土掺合料主要用于预应力高强混凝土管桩(PHC)制备领域，特别是指一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其用于制作混凝土的方法其可免除传统预应力混凝土管桩工艺流程中的高压蒸养过程，同时减少余浆，提高效率、节省资源、保护环境，同时能获得更好的经济效益，包括矿渣微粉：20％‑30％；煤矸石粉：10％‑20％；硅粉：10％‑15％；斜发沸石粉：5％‑10％；煅烧高岭土：5％‑8％；钙质材料：5％‑10％；石膏：5％‑15％；液态功能调节剂：0.5％‑1.0％。

【技术实现步骤摘要】
免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法
本专利技术涉及一种混凝土掺合料主要用于预应力高强混凝土管桩(PHC)制备领域，特别是指一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法。
技术介绍
预应力高强混凝土管桩由于其技术先进、生产工业化程度高、质量稳定、施工周期短等一系列优势，在高层建筑、大跨度桥梁、高速公路、港口、码头等建筑工程中得到了广泛的应用。而目前混凝土配料大多掺加普通矿渣粉或粉煤灰来降低生产成本，但降低的成本仅仅从配料角度，不能大幅度降低，且在生产中均采用常压蒸汽养护和高温高压蒸汽养护双重养护来实现。目前PHC管桩传统的工艺流程为:配料→搅拌→布料→合模→预应力张拉→离心成型→倒余浆→常压蒸养→脱模→高压蒸养→成品。目前管桩的生产主要是以高强度等级水泥与磨细石英粉作为胶凝材料，离心成型后进行普通蒸汽养护，历经静停、升温、恒温、降温四个阶段，温度在70℃-80℃，时间温3-5h，使管桩混凝土的强度达到40MPa以上，脱模后进行高压蒸汽养护，一般温度控制在180℃，压力1.0MPa，恒温4～5h，使石英粉与水泥水化放出的Ca(OH)2反应，生成托勃莫来石，管桩混凝土的强度才能达到90MPa以上。这种传统工艺缺点主要包括：①蒸压釜初期投资比较大，设备维护成本高。一条35米长的蒸压釜需要耗费上百万元的投资。②能耗大：蒸压养护需要消耗大量的蒸气，这些蒸气的能量主要来源于煤炭的燃烧。③环境污染大：燃煤锅炉排放的烟气是空气中PM2.5的主要来源。④生产安全性差：蒸压釜作为压力容器，可能因为安全联锁装置失效而引发爆炸事故。⑤经蒸压养护的PHC管桩晶胶比过大，以及管桩的出釜温度高，容易产生由温度应力引起的裂缝，使得混凝土的脆性增加，打桩时混凝土容易剥落，影响管桩的耐打性。同时中国专利CN201510747060.4公开了一种免蒸压PHC管桩混凝土，包括胶凝材料、水、减水剂、砂子、石子和抗凝剂，所述免蒸压PHC管桩混凝土每立方米质量为2400～2550kg,其中胶凝材料430～480kg,水与所述胶凝材料的质量比为0.20～0.23:1，所述减水剂用量为所述胶凝材料质量的3.0～3.6％，所述抗凝剂用量为所述胶凝材料质量的0.2～0.8％，余量为砂子和石子，其中砂子与石子的质量比为0.5～0.6。其中胶凝材料的最低量仍然较高且为430kg/m3，可能会出现因为高水化热而引起的混凝土破坏。同时中国专利CN200910041269.3也公开了一种免蒸压高性能预应力高强混凝土管桩，管桩混凝土中每立方米包含有400～500kg胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中所述自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉、硫酸盐、活性二氧化硅、氧化钙和粉煤灰组成且特种矿物掺合料各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉15～25％、硫酸盐6～10％、活性二氧化硅5～7％、氧化钙2～4％、粉煤灰7～15％，且特种矿物掺合料占混凝土总量的20～45％。其中硫酸盐这种化学激发剂的掺入可能会导致矿物胶凝材料内部发生膨胀而导致破坏，大大降低混凝土的耐久性。综上所述，可以看出目前现有技术的免蒸混凝土掺和料的配比虽可能部分免除蒸养步骤，但其配方仍不合理，可能造成余浆多、寿命短或反而破坏混凝土。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法其可免除传统预应力混凝土管桩工艺流程中的高压蒸养过程，同时减少余浆，提高效率、节省资源、保护环境，同时能获得更好的经济效益。为实现以上技术目的,本专利技术的技术方案是:一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料，包括矿渣微粉：20％-30％；煤矸石粉：10％-20％；硅粉：10％-15％；斜发沸石粉：5％-10％；煅烧高岭土：5％-8％；钙质材料：5％-10％；石膏：5％-15％；液态功能调节剂：0.5％-1.0％；其中矿渣微粉中SO3含量≤4.0％，碱性系数＞1，28d活性指数≥115％；硅粉中SiO2含量≥95％；斜发沸石粉SiO2含量≥70％，Si/Al≥4.25；煅烧高岭土中SiO2≥30％，Al2O3≥30％，SiO2+Al2O3≥90％，45μm方孔筛筛余≤10％；石膏中SO3含量20％-50％。作为优选，所述钙质材料为主要成分为CaO的石粉，所述CaO的含量≥40％。作为优选，所述液态功能调节剂由高效减水剂与早强剂按1：2复配而成。一种混凝土掺合料的生产方法，包括如下步骤：步骤一：将矿渣微粉20％-30％，煤矸石粉10％-20％，钙质材料5％-10％和硅粉10％-15％分别计量混合均匀后放入球磨机中粉磨成原料；步骤二：在粉磨的同时加入0.5％-1.0％的液态功能调节剂，直至粉料比表面积≥700m2/Kg；步骤三：将粉磨后的样品与计量好的斜发沸石粉5％-10％、煅烧高岭土5％-8％和石膏5％-15％混合均匀制得免蒸压高强度高性能混凝土掺合料。以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：采用专利技术的掺合料的PHC管桩生产工艺相比于传统生产工艺具有非常明显的竞争优势，具体表现在：1、提高生产效率。添加30％本新型掺合料，免除高压蒸养过程，一个生产流程少用5-8个小时，生产周期可以节约1/3的时间，同时减少了生产过程中的安全隐患。2、大幅节约能源。添加30％本新型掺合料，可以取代30％水泥。例如，50家管桩厂按照每家管桩厂年消耗水泥7万吨，水泥少用100万吨；此外如使用本掺合料，可大幅减少蒸汽的使用量，高压蒸养每米管桩成本按照3-5元左右，按此计算，江苏省全省年产管桩1.1亿米，推广该项目，可节约成本3亿/年以上。经济效益效益显著。3、减少煤炭使用，保护环境。使用本掺合料，可以避免制备过程中的蒸压环节，及无需使用煤炭。大大降低二氧化硫和PM2.5排放,减少环境污染，为改善大气环境做贡献，社会效益显著。在江苏省全省推广本项目。至少可以关停100台燃煤蒸汽锅炉。4、成本低廉。本掺合料生产原料易于取得且成本极其低廉，90％的材料来自本地工业废渣、粉煤灰、矿渣等。5、安全无毒。本掺合料原料和成品全部存储在罐体内不会对环境产生危害，成品用罐装车运输。本掺合料的生产过程简单易行，拥有多项专利技术和专有技术。生产车间负压全密封生产，洁净安全，整个生产过程全封闭，员工可以穿白色衣服，没有灰尘产生，没有尘肺病风险，对人体无害。具体实施方式一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料，包括矿渣微粉：20％-30％；煤矸石粉：10％-20％；硅粉：10％-15％；斜发沸石粉：5％-10％；煅烧高岭土：5％-8％；钙质材料：5％-10％；石膏：5％-15％；液态功能调节剂：0.5％-1.0％；其中矿渣微粉中SO3含量≤4.0％，碱性系数＞1，28d活性指数≥115％；硅粉中SiO2含量≥95％；斜发沸石粉SiO2含量≥70％，Si/Al≥4.25；煅烧高岭土中SiO2≥30％，Al2O3≥30％，SiO2+Al2O3≥90％，45μm方孔筛筛余≤10％；石膏中SO3含量20％-50％；采用本掺合料可降低胶凝材料至400kg/m3，大大降低了混凝土中水泥用量，避免了由于高水化热而引起的混凝土破坏。所述钙质材料为主要成分为CaO的石粉，所述CaO的含量≥40％。所述液态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料，其特征在于：包括矿渣微粉：20％‑30％；煤矸石粉：10％‑20％；硅粉：10％‑15％；斜发沸石粉：5％‑10％；煅烧高岭土：5％‑8％；钙质材料：5％‑10％；石膏：5％‑15％；液态功能调节剂：0.5％‑1.0％；其中矿渣微粉中SO

【技术特征摘要】
1.一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料，其特征在于：包括矿渣微粉：20％-30％；煤矸石粉：10％-20％；硅粉：10％-15％；斜发沸石粉：5％-10％；煅烧高岭土：5％-8％；钙质材料：5％-10％；石膏：5％-15％；液态功能调节剂：0.5％-1.0％；其中矿渣微粉中SO3含量≤4.0％，碱性系数＞1，28d活性指数≥115％；硅粉中SiO2含量≥95％；斜发沸石粉SiO2含量≥70％，Si/Al≥4.25；煅烧高岭土中SiO2≥30％，Al2O3≥30％，SiO2+Al2O3≥90％，45μm方孔筛筛余≤10％；石膏中SO3含量20％-50％。2.根据权利要求1所述的免蒸压高强度高性能混凝土掺合料，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟忠江，陆国森，
申请(专利权)人：无锡金木土科技有限公司，无锡源清高新技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32