一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法技术

本发明专利技术提供了一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法，包括以下步骤：首先，按一定比例准备以下原料：砂、掺合料、水泥、水、粗骨料和外加剂；所述砂的粒径为2.0～3.5mm；其次，在不额外加入研磨介质的条件下，取部分所述砂、部分所述掺合料、部分所述水泥和部分所述水，按一定比例置于研磨设备中，湿磨处理得到水泥基浆体；最后，将所述水泥基浆体与剩余所述原料混合，制备得到早强型预制构件混凝土。本发明专利技术采用特定粒径的细骨料砂代替研磨球，对水泥和掺合料进行湿磨活化处理，将活化处理后的水泥基浆体连同剩余原料一起用于构件混凝土生产，制备工艺简单、高效，制得的混凝土早期强度高，能够满足在装配式构件制造领域的应用需求。领域的应用需求。领域的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法


[0001]本专利技术属于建筑混凝土材料
，具体涉及一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法。

技术介绍

[0002]装配式建造方式是未来建筑工程的发展趋势，预制构件混凝土则是装配式建造的基石。区别于现场浇筑施工的施工方式，装配式建造是在工厂将混凝土预制构件以流水线生产的方式制作，这就要求预制构件所用混凝土早期强度必须足够高，以满足其脱模、起吊等工序要求。
[0003]工厂为达到混凝土早期高强度的目标，一般使用大量的水泥(85％以上)，较少的掺合料(15％以下)，这样会带来预制构件生产的高成本和高碳排放。因为水泥的价格在500～700元/吨，而掺合料180～210元/吨；每生产一吨水泥排放二氧化碳约0.7吨，而掺合料的二氧化碳排放接近于零。使用一些活化手段提高掺合料的活性，以增加其在混凝土中的掺量是解决上述问题的有效方法之一。
[0004]在建材领域，湿磨是一种常用的增强掺合料活性的技术手段，其特别适合掺合料的超细化处置，经湿磨处置后的掺合料能以更高的掺量掺入混凝土中，且不会造成力学特性的降低；也可以在相同掺量的情况降低养护温度甚至实现免蒸养。在湿磨过程中，为保障机械力有足够高的作用次数(学术上称之为“应力频率”)，通常使用粒径特别小的研磨球作为研磨介质。
[0005]然而，在湿磨过程中，随着颗粒群粒径的急剧下降，浆体的粘稠度急剧升高，导致研磨球和浆体分离异常困难，堵塞磨机出料口的情况常有发生。此外，水泥经过湿磨后可以快速提高其水化活性，使其水化反应剧烈地进行。由于水泥水化速度不容易控制，使用传统的湿磨搅拌方法容易造成水泥在磨机筒体内部硬化堵塞各处管道，即使顺利完成水泥的湿磨处理过程并将其排除，但是残留在磨机内部的水泥水化硬化也会严重影响设备的安全。虽然及时对磨机进行内部清洗并去除出料口堵塞能够解决上述问题，但是会增加施工所需时间，影响加工的顺利进行，同时耗水量较高，这些问题的存在，给湿磨工艺的推广应用造成了不小的阻碍。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法，该方法避免了研磨介质(研磨球等)的使用，并能够适度降低湿磨过程中水泥的水化活性，避免堵料风险，减少不必要的施工时间，提高施工效率。
[0007]本专利技术提供的一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、按一定比例准备以下原料：砂、掺合料、水泥、水、粗骨料和外加剂；所述砂的粒径为2.0～3.5mm；
[0009]S2、在不额外加入研磨介质的条件下，取部分所述砂、部分所述掺合料、部分所述水泥和部分所述水，按一定比例置于研磨设备中，湿磨处理得到水泥基浆体；
[0010]S3、将所述水泥基浆体与剩余所述原料混合，制备得到早强型预制构件混凝土。
[0011]本专利技术的总体思路如下：从预制构件混凝的制备原料中，取出部分特定粒径的细骨料(砂)代替常规研磨介质(如研磨球等)，对原料中的部分掺合料和部分水泥进行处理湿磨处理。具体地，本专利技术采用粒径为2.0～3.5mm的砂为原料，既能够替代研磨球对其他原料进行湿磨处理；又能作为细骨料使用，随湿磨后的水泥基浆体一同排出。本专利技术所述常规研磨介质，是指由不锈钢、氧化铝、氧化锆及玛瑙等硬度较大的材质制成的研磨球。
[0012]采用本专利技术提供的制备方法，一方面，使用砂代替研磨球研磨物料，细骨料自身会被逐渐研磨，颗粒粒径会减小，表面趋于平整并变得圆润，非常接近研磨球的形状，能够实现替代研磨球实现对其他原料的湿磨功能，且在湿磨处理后无需对浆料中的研磨介质进行分离，操作流程得以简化，大大节约施工时间；另一方面，细骨料砂的硬度较常规研磨球更低，提供一种更加轻微的研磨方式，与水泥和掺合料协同湿磨，不需要经历剧烈的研磨，同时水泥产生的碱性液相环境可以降低掺合料活化所必须的机械活化能，进一步降低湿磨强度，有效的避免了因水化活性过高而造成的反应剧烈甚至硬化、堵料的情况发生。
[0013]优选地，本专利技术中，粒径为2.0～3.5mm的砂可以通过对细骨料进行筛分来获得。
[0014]在本专利技术中，所述步骤S2中，研磨设备中砂、掺合料、水泥和水四者的重量比为200：(20～70)：(20～70)：(40～140)。在该比例条件下，物料彼此之间的配合度更好，并能够获得较佳的湿磨效果。
[0015]进一步的，所述步骤S2中，湿磨处理的设备包括立式搅拌磨，湿磨处理的转速为1000～3000r/min，湿磨处理的时间为10～20min。优选地，湿磨处理的转速为3000r/min，湿磨处理的时间为20min。该条件下，掺合料磨细活性更高，并能够提升混凝土强度。
[0016]进一步的，所述步骤S2中，水泥基浆体中砂的粒径为1.0～2.0mm。在本专利技术中，作为研磨介质的砂经过湿磨处理步骤后，其自身的粒径被研磨至1.0～2.0mm，而后研磨后的砂随水泥基浆体排出，并与剩余原料中粒径仍为2.0～3.5mm的砂进行混合，以实现预制构件混凝土的制备。在本专利技术中，通过采用两种不同粒径的细骨料相互混合，能够为混凝土提供配合比所要求的细骨料级配，填充粗骨料之间的缝隙，增加混凝土的强度。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述砂选自天然砂或机制砂，优选为机制砂并经筛分得到，其莫氏硬度≥6.5；所述水泥选自42.5级及以上的硅酸盐类水泥；所述粗骨料包括碎石和/或细石。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述掺合料包括具有火山灰活性的掺合料和/或具有自水化活性的掺合料。优选地，所述掺合料包括矿粉、粉煤灰、钢渣粉中的一种或多种的组合。
[0019]在上述技术方案的基础上，所述外加剂选自聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
[0020]在一些较好的实施方式中，所述步骤S2中，部分所述砂的重量占步骤S1中砂的总重量的20～30％。优选地，部分所述砂的重量占步骤S1中砂的总重量的24～26％。
[0021]在一些较好的实施方式中，所述步骤S1中，各原料的用量按重量份数计，包括：砂750～820份、掺合料40～80份、水泥280～340份、水140～180份、粗骨料1000～1150份和外加剂8～12份。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023](1)本专利技术提供的制备早强型预制构件混凝土的方法，以原料中的部分特定粒径的砂为研磨介质通过湿磨处理制备水泥基浆体，再利用该水泥基浆体与剩余原料混合制备早强型预制构件混凝土。该方法不需要额外加入常规研磨介质，因此无需对研磨介质和研磨物料进行分离，湿磨处理后的水泥基浆体与细骨料一同从湿磨机中排出，节省施工步骤，缩短施工时间，避免了研磨设备出现板结事故。
[0024](2)本专利技术提供的制备早强型预制构件混凝土的方法，以特定粒径的砂为研磨介质，相对于常规研磨介质(如由不锈钢、氧化铝、氧化锆或玛瑙等硬度较大的材质制成的研磨球)，硬度更低，与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以砂为研磨介质制备早强型预制构件混凝土的方法，包括以下步骤：S1、按一定比例准备以下原料：砂、掺合料、水泥、水、粗骨料和外加剂；所述砂的粒径为2.0～3.5mm；S2、在不额外加入研磨介质的条件下，取部分所述砂、部分所述掺合料、部分所述水泥和部分所述水，按一定比例置于研磨设备中，湿磨处理得到水泥基浆体；S3、将所述水泥基浆体与剩余所述原料混合，制备得到早强型预制构件混凝土。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，研磨设备中砂、掺合料、水泥、水的重量比为200：(20～70)：(20～70)：(40～140)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述湿磨处理的设备包括立式搅拌磨，湿磨处理的转速为1000～3000r/min，湿磨处理的时间为10～20min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，水泥基浆体中砂的粒径为1.0～2.0mm。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏英，史虎雄，曾昊清，郑正旗，贺行洋，杨进，王迎斌，马庆红，赵浩祥，李韦龙，吴磊，李承昊，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：