粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土及其制备工艺，其包括如下重量份数的组分，胶凝材料320‑600份、碱激发剂3.5‑5.5份、中砂630‑750份、碎石1000‑1100份、外加剂6.5‑10.5份和水142‑154份。所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰。本申请文件提出的粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土的交结混凝土，其能够形成不同水胶比梯度，配制出不同标号的混凝土。

Fly Ash-based Geopolymer Concrete and Common Concrete Intersection Concrete and Its Preparation Technology

【技术实现步骤摘要】
粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土及其制备工艺
本专利技术涉及混凝土制备的
，尤其是涉及一种粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土及其制备工艺。
技术介绍
硅酸盐水泥已成为现代化建设与社会发展进步不可或缺的建筑材料之一。然而，普通硅酸盐水泥原料煅烧过程中二氧化碳形成和释放造成了碳排放量增加。1kg普通硅酸盐水泥生产过程中产生0.66-0.82kg碳排放。全球水泥生产产生的二氧化碳占人为二氧化碳排放的5％-7％。另一方面，生产过程中1400℃的高温条件消耗了大量的能量，因此，低能耗高环保建筑材料的探索与研发已经成为全球建设建筑材料研究工作的重点。而地质聚合物混凝土作为一种新型的绿色建筑材料，以来源广泛的工业固体废弃物为原料，能耗小、碳排放低、制备方便，并且抗压抗折强度、抗酸侵蚀性能、抗碳化性能优异，具有广阔的应用前景，是普通硅酸盐水泥及材料最佳的替代物之一。现有的，授权公告号为CN101570426B的中国专利公开了一种地质聚合物再生混凝土及其制备方法，其组分包括再生粗骨料、再生细集料、粉煤灰、矿渣粉、水、硅酸钠、氢氧化钠、萘磺酸盐甲醛缩合物和蔗糖化钙，该地质聚合物混凝土的配合比按各组分的质量比(再生粗集料按100份计)如下：再生粗集料100，再生细集料35-90，粉煤灰7-42，矿渣粉7-50，水9-10，硅酸钠0.5-3，氢氧化钠0.5-3，萘磺酸盐甲醛缩合物0.05-0.20，蔗糖化盖0.005-0.05。上述组分中的地质聚合物再生混凝土其胶凝材料选择粉煤灰和矿渣粉，对于上述的混凝土，为使混凝土达到预期的强度和工作性性，配合比的设计至关重要，但是由于地质聚合物特殊的原材料和反应机理，导致了其配合比设计方法的独特性。要实现不同强度的混凝土很难有明确的胶凝材料和化学激发剂的准确用量。目前使用要形成混凝土不同强度梯度还是存在局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的一是提供一种粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，能够形成不同的强度梯度，增加混凝土的适用范围。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种粉煤灰地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，包括如下重量份数的组分，胶凝材料320-600份、碱激发剂3.5-5.5份、中砂630-750份、碎石1000-1100份、外加剂6.5-10.5份和水142-154份；所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰。通过采用上述技术方案，在本申请文件中胶凝材料选择水泥和粉煤灰，且在上述的组分配比下，制备出的交结混凝土改善了传统的粉煤灰基地质聚合物混凝土存在的早期强度低、十分粘聚、坍落度小、无法泵送、成本高，经济效益低的制约地质聚合物混凝土发展的问题，且能够形成明显的梯度比。水泥的掺入一方面增加了浆体中的总钙含量，加快了地质聚合物混凝土的反应速度，导致其早期抗压强度较高，另一方面也降低了硬化浆体的孔隙率和干缩率。同时加入水泥后能够形成不同水胶比梯度，配置出不同标号的混凝土。在交结混凝土中，粉煤灰能够替代部分水泥，混凝土耐久性能够满足C10-C60混凝土要求。最终制备出的交结混凝土和易性良好，坍落度适应、适合泵送。碱激发剂起激发作用，其水合作用对粉煤灰吸附活性的提高体现在两个方面：一方面粉煤灰中的活性二氧化硅和三氧化二铝具有不饱和键，能与氢氧化钙电离出来钙离子反应生成具有空间网络结构的水合硅酸钙和水合铝酸钙等水合产物；另一方面。钙基吸收剂溶解后电离出来的OH-会腐蚀粉煤灰玻璃体内的表面，使粉煤灰的表面结构解体，增加粉煤灰中的不饱和键，促进火山灰反应。本专利技术进一步设置为：所述碱激发剂选择选择氢氧化钠与硅灰、硅酸钾、硅酸钠中的任一种的混合物、氢氧化钾与硅灰、硅酸钾、硅酸钠或三氧化二铝与硅灰、硅酸钾、硅酸钠中的任一种的混合物。通过采用上述技术方案，氢氧化钠、氢氧化钾或三氧化二铝与硅酸钠或硅酸钾一起使用时，加快胶凝相的形成。一方面高碱性环境加快了原材料中Si、Al组分溶出，另一方面硅酸钠溶液的加入促进了预聚体的形成，加快了浆体聚合态的转变，从而缩短了地质聚合物固化所需时间。而进一步的用硅灰替代硅酸钠或硅酸钾，可减少硅酸钠制备过程中所需要的高温高压的能耗；同时与硅酸钠相比，硅灰中硅的含量较高，并且其比较面积较大，使用效果更佳优良。本专利技术进一步设置为：包括如下重量份数的组分，水泥144-180份、粉煤灰180-216份、碱激发剂3.5-4.7份、中砂733-780份、碎石1064-1111份、外加剂6.6-7.1份和水142-154份。本专利技术进一步设置为：包括如下重量份数的组分，水泥181-205份、粉煤灰205-246份、碱激发剂4-4.7、中砂723-750份、碎石1020-1100份、外加剂7.2-8份和水142-154份。本专利技术进一步设置为：包括如下重量份数的组分，水泥220.5-269.5份、粉煤灰220.5-269.5份、碱激发剂4.8-5.2份、中砂660-720份、碎石1000-1080份、外加剂8.5-9.5份和水142-154份。本专利技术进一步设置为：包括如下重量份数的组分，包括如下重量份数组分，水泥270-324份、粉煤灰216-270份、碱激发剂5-5.5份、中砂630-660份、碎石1000-1080份、外加剂10-10.5份和水142-154份。通过采用上述技术方案，上述的几组方案中形成了不同的水胶比，且明确了碱激发剂和胶凝材料的比，制备出来不同的梯度等级的混凝土，同时增加了地质聚合物混凝土的适用范围，较之地质聚合物混凝土降低了成本，且更加适合泵送。本专利技术进一步设置为：所述粉煤灰选择Ⅰ级粉煤灰。本专利技术进一步设置为：所述外加剂为聚羧酸型高效减水剂。通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂具有良好的减水效果，但是实际中受到原材料波动影响较大，本申请文件中配合上述的组分含量及材料的性能，高性能聚羧酸发挥了比较大的作用。且聚羧酸高性能减水剂本身与各种水泥的相容性好，混凝土的坍落度保持性能好，延长混凝土的施工时间。且在使用时掺量低，减水率高，收缩小，能够大幅度的提高混凝土的早期、后期强度，且选择聚羧酸高性能减水剂氯离子含量低、碱含量低、有利于混凝土的耐久性。本专利技术的又一专利技术目的在于提供一种粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土的制备工艺，利用上述的制备工艺制备出的混凝土具有强度高，且能够形成明显梯度比的优点。本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土的制备工艺，包括如下的制备步骤，步骤1：将中砂和碎石混合后搅拌20-40S，得第一混合物；步骤2：将粉煤灰、水泥和碱激发剂加入第一混合物中搅拌30-35S得第二混合物；步骤3：向第二混合物中加入外加剂和水继续搅拌30-40S即得交结的混凝土。通过采用上述技术方案，利用上述的制备步骤就完成了交结的混凝土制备，制备工艺简单，操作性强。综上所述，本专利技术的有益技术效果为：1.本申请文件提出的粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土的交结混凝土，其能够形成不同水胶比梯度，配制出不同标号的混凝土；2.在交结的混凝土中，粉煤灰能够代替部分水泥，混凝土强度及耐久性满足C10-C60混凝土要求；3.利用本申请配合比和工艺制备得到的交结的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤灰地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，其特征在于：包括如下重量份数的组分，胶凝材料320‑600份、碱激发剂3.5‑5.5份、中砂630‑750份、碎石1000‑1100份、外加剂6.5‑10.5份和水142‑154份；所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰。

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，其特征在于：包括如下重量份数的组分，胶凝材料320-600份、碱激发剂3.5-5.5份、中砂630-750份、碎石1000-1100份、外加剂6.5-10.5份和水142-154份；所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰。2.根据权利要求1所述的粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，其特征在于：所述碱激发剂选择氢氧化钠与硅灰、硅酸钾、硅酸钠中的任一种的混合物、氢氧化钾与硅灰、硅酸钾、硅酸钠或三氧化二铝与硅灰、硅酸钾、硅酸钠中的任一种的混合物。3.根据权利要求1所述的粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，其特征在于：包括如下重量份数的组分，水泥144-180份、粉煤灰180-216份、碱激发剂3.5-4.7份、中砂733-780份、碎石1064-1111份、外加剂6.6-7.1份和水142-154份。4.根据权利要求1所述的粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土，其特征在于：包括如下重量份数的组分，水泥181-205份、粉煤灰205-246份、碱激发剂4-4.7、中砂723-750份、碎石1020-1100份、外加剂7.2-8份和水142-154份。5.根据权利要求1所述的粉煤灰基地质聚合物混凝土与普...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志强，柳培寅，杜静，张保，周杰，唐荣，
申请(专利权)人：西安高科新达混凝土有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61