一种固废免烧陶砂和超高性能混凝土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及混凝土材料技术领域，具体涉及一种固废免烧陶砂和超高性能混凝土及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的固废免烧陶砂，包括以下重量百分比的制备原料：钢渣粉50～55％，矿渣粉5～15％，水泥5～10％，激发剂2～5％，发泡剂1～3％，水20～30％，以上各制备原料的重量百分比之和为100％；所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下。本发明专利技术以工业固废钢渣为主要原料，配合发泡剂、激发剂等原料，得到了具有轻质、高强、低吸水率、低成本和绿色环保的固废免烧陶砂；本发明专利技术提供的固废免烧陶砂具有5mm以下的连续级配，作为轻质细骨料在保证大塌落扩展度的同时可以降低超高性能混凝土的密度，适于制备轻质装配式饰面外墙板用混凝土。

A kind of solid waste unburned ceramic sand and super high performance concrete and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种固废免烧陶砂和超高性能混凝土及其制备方法和应用
本专利技术涉及混凝土材料
，具体涉及一种固废免烧陶砂和超高性能混凝土及其制备方法和应用。
技术介绍
随着我国的国民经济和人民生活水平的提升，人们对生态文明建设理念越来越重视，对自然资源的保护利用也越来越重视，装饰混凝土的发展和应用满足了人们对物质文化的需求、对自然资源的保护和对建筑美感的追求。超高性能装饰混凝土的出现和发展给装饰混凝土领域带来了重大变革，市场需求量也日益增长。但是现有用于装配式饰面外墙板的超高性能装饰混凝土(UHPC)是以天然骨料为原料，这些原料不仅消耗自然资源和破坏生态环境，而且制备的饰面外墙板具有自重大、高能耗、高成本和环保性差的缺点，难以满足生产和生活的实际需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固废免烧陶砂和超高性能混凝土及其制备方法和应用。本专利技术提供的固废免烧陶砂具有轻质、高强、低吸水率、低成本和绿色环保的优点，以该固废免烧陶砂为原料制备的超高性能混凝土具有较高的力学性能和耐久性，且更加环保。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种固废免烧陶砂，包括以下重量百分比的制备原料：钢渣粉50～55％；矿渣粉5～15％；水泥5～10％；激发剂2～5％；发泡剂1～3％；水20～30％；以上各制备原料的重量百分比之和为100％；所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下。优选地，所述固废免烧陶砂的堆积密度为900～1000kg/m3，细度模数为2.8～3.0，筒压强度为7～10MPa，吸水率为6～8％。本专利技术提供了一种超高性能混凝土，包括以下重量份数的制备原料：水泥650～750份；硅灰90～110份；粉煤灰250～300份；天然砂300～400份；上述技术方案所述的固废免烧陶砂500～600份；减水剂40～50份；钢纤维160～180份；水180～200份。优选地，所述水泥的型号为P.O42.5或P.O52.5；所述硅灰中的SiO2含量大于95％。优选地，所述粉煤灰为I级粉煤灰。优选地，所述天然砂的细度模数为2.3～2.5；含泥量≤3.0％；泥块含量≤1.0％。优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，固含量≥40％，减水率≥30％。优选地，所述钢纤维为表面镀铜的钢纤维，长径比为80。本专利技术提供了上述技术方案所述超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、硅灰和天然砂进行第一混合，得到第一混合料；将所述第一混合料和减水剂、水进行第二混合，得到第二混合料；将所述第二混合料和固废免烧陶砂进行第三混合，得到第三混合料；将所述第三混合料和钢纤维进行第四混合，得到超高性能混凝土。本专利技术提供了上述技术方案所述超高性能混凝土或采用上述技术方案所述制备方法制备得到的超高性能混凝土在装配式饰面外墙板中的应用。本专利技术提供了一种固废免烧陶砂，包括以下重量百分比的制备原料：钢渣粉50～55％，矿渣粉5～15％，水泥5～10％，激发剂2～5％，发泡剂1～3％，水20～30％；以上各制备原料的重量百分比之和为100％；所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下。本专利技术以工业固废钢渣为主要原料，配合发泡剂、激发剂等原料，得到了具有轻质、高强、低吸水率、低成本和绿色环保的固废免烧陶砂；本专利技术提供的固废免烧陶砂具有5mm以下的连续级配，作为轻质细骨料在保证大塌落扩展度的同时可以降低超高性能混凝土的密度，适于制备轻质装配式饰面外墙板用混凝土。本专利技术还提供了一种超高性能混凝土，包括以下重量份数的制备原料：水泥650～750份；硅灰90～110份；粉煤灰250～300份；天然砂300～400份；上述技术方案所述的固废免烧陶砂500～600份；减水剂40～50份；钢纤维160～180份；水180～200份。本专利技术提供的超高性能混凝土具有轻质、超高强、高韧性和高耐久性的优点，而且使用的原料更加环保，降低了生产成本，适宜工业化推广应用。本专利技术提供的超高性能混凝土的强度可达120MPa以上，密度可低至1900kg/m3以下。本专利技术提供了所述超高性能混凝土的制备方法，制备工艺简单易操作，适宜规模化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种固废免烧陶砂，包括以下重量百分比的制备原料：钢渣粉50～55％；矿渣粉5～15％；水泥5～10％；激发剂2～5％；发泡剂1～3％；水20～30％；以上各制备原料的重量百分比之和为100％；所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下。在本专利技术中，若无特殊说明，所有的制备原料均为本领域技术人员所熟知的市售商品。在本专利技术中，按重量百分比计，所述固废免烧陶砂的制备原料包括钢渣粉50～55％，优选为52～55％，更优选为53％。在本专利技术中，所述钢渣粉的来源优选为热闷钢渣；所述钢渣粉的具体组成优选为高碱度钢渣；所述钢渣粉的比表面积优选为400m2/kg。本专利技术以工业固废钢渣为主要原料，更加环保，且钢渣还具有较高的胶凝活性，能够很大程度的提高固废免烧陶砂的强度。在本专利技术中，按重量百分比计，所述固废免烧陶砂的制备原料包括矿渣粉5～15％，优选为10～15％，更优选为15％。在本专利技术中，所述矿渣粉的比表面积优选为350～400kg/m3；所述矿渣粉的来源优选为钢铁冶炼过程中生成的以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融高炉矿渣。在本专利技术中，所述矿渣粉的作用是作为辅助胶凝材料提高免烧陶粒的强度。在本专利技术中，按重量百分比计，所述固废免烧陶砂的制备原料包括水泥5～10％。在本专利技术中，所述水泥的型号优选为P.O42.5或P.O52.5。在本专利技术中，按重量百分比计，所述固废免烧陶砂的制备原料包括激发剂2～5％，优选为2～5％，更优选为3％。在本专利技术中，所述激发剂优选为氢氧化钠或硅酸钠。在本专利技术中，所述激发剂的作用是激发钢渣的活性。在本专利技术中，按重量百分比计，所述固废免烧陶砂的制备原料包括发泡剂1～3％，优选为2～3％，更优选为2％。在本专利技术中，所述发泡剂优选为铝粉。在本专利技术中，所述发泡剂用于调节固废免烧陶砂的密度。在本专利技术中，按重量百分比计，所述固废免烧陶砂的制备原料包括水20～30％，优选为22～25％，更优选为23％。在本专利技术中，所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下，具体优选为粒径0～5mm的连续级配；所述连续级配的具体分配情况优选为0～0.16mm为3～5wt.％；0.16～0.315mm为17～20wt.％；0.315～0.630mm为34～40wt.％；0.630～1.25mm为30～35wt.％；1.25～2.5mm为11～15wt.％；2.5～5.0mm为0～5wt.％。在本专利技术中，所述固废免烧陶砂的堆积密度优选为900～1000kg/m3，更优选为930kg/m3；细度模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固废免烧陶砂，其特征在于，包括以下重量百分比的制备原料：/n钢渣粉50～55％；/n矿渣粉5～15％；/n水泥5～10％；/n激发剂2～5％；/n发泡剂1～3％；/n水20～30％；/n以上各制备原料的重量百分比之和为100％；/n所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下。/n

【技术特征摘要】
1.一种固废免烧陶砂，其特征在于，包括以下重量百分比的制备原料：
钢渣粉50～55％；
矿渣粉5～15％；
水泥5～10％；
激发剂2～5％；
发泡剂1～3％；
水20～30％；
以上各制备原料的重量百分比之和为100％；
所述固废免烧陶砂的粒径在5mm以下。


2.根据权利要求1所述的固废免烧陶砂，其特征在于，所述固废免烧陶砂的堆积密度为900～1000kg/m3，细度模数为2.8～3.0，筒压强度为7～10MPa，吸水率为6～8％。


3.一种超高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的制备原料：
水泥650～750份；
硅灰90～110份；
粉煤灰250～300份；
天然砂300～400份；
权利要求1或2所述的固废免烧陶砂500～600份；
减水剂40～50份；
钢纤维160～180份；
水180～200份。


4.根据权利要求3所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述水泥的型号为P.O42.5或P.O52.5；所述硅灰中的SiO2含量大于95％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢丽君，赵志刚，任成传，杨思忠，闫帅君，王群，刘洋，张仲林，董铁良，刘兴华，
申请(专利权)人：北京市燕通建筑构件有限公司，北京市住宅产业化集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11