一种利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涉及高性能建筑材料领域，具体涉及一种利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土及其制备方法。混凝土包括按照质量份计的以下原料：复合胶凝材料1145～1155份，细集料1245～1255份，钢纤维38～42份，消泡剂0.8～1.2份，减水剂35～52份和水205～209份；复合胶凝材料包括水泥、硅灰、微珠和矿粉，细集料中包括20

【技术实现步骤摘要】
一种利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高性能建筑材料及固体废弃物在高性能混凝土中的应用领域，具体涉及一种利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]活性粉末混凝土是继高性能混凝土之后，出现的一种力学性、耐久性和工作性都非常优越的建筑材料，是由超细活性材料与细集料、钢纤维经蒸汽养护等特殊养护方式制备，其组分包括水泥、硅灰、微珠、矿粉、石英砂、钢纤维、石英粉、减水剂和水。骨料中不加入粗骨料使得活性粉末混凝土具有较高的密实度，极大地提高了其抗压强度与耐久性。但是活性粉末混凝土高成本和高能耗等问题等很大程度上限制了活性粉末混凝土的推广应用。
[0003]石粉是机制砂生产过程中不可避免产生的固体废物。机制砂石粉大多采用就地堆放或填埋的方式处理，占用大量的土地资源并造成环境造成严重的污染。目前本领域对废弃机制砂石粉的利用率极低，利用途径简单且产生的附加价值通常较小，不能带来很好的经济效益。
[0004]目前本领域亟待解决的是如何更好地利用废弃机制砂石粉作为活性粉末混凝土中的骨料组分，扩大石粉的应用途径，降低活性粉末混凝土的制备成本。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种(大掺量)利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本专利技术提供的利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，包括按照质量份计的以下原料：复合胶凝材料1145～1155份，细集料1245～1255份，钢纤维38～42份，消泡剂0.8～1.2份，减水剂35～52份和水205～209份；所述复合胶凝材料包括水泥、硅灰、微珠和矿粉，所述细集料中包括20
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40目石英、80
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120目石英砂、机制砂、石粉。本专利技术提供的利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，能够扩大废弃石粉的应用途径，解决固体废弃物的大量产生、天然砂石的限制开采和材料的庞大需求之间的矛盾问题，降低高性能活性粉末混凝土的制备成本，且本专利技术的机制砂活性粉末混凝土抗压强度、抗折强度优异。
[0007]进一步优选，包括按照质量份计的以下原料：复合胶凝材料1150份，细集料1250份，钢纤维40份，消泡剂1份，减水剂40～47份和水207份；所述复合胶凝材料包括水泥640～660份，硅灰170～190份，微珠190～210份，矿粉110～130份，优选的，所述复合胶凝材料包括水泥650份，硅灰180份，矿粉120份，微珠200份。
[0008]本专利技术中采用特定用量的原料能够更好地提高混凝土的抗压强度和抗折强度等综合性能，进一步提高大掺量利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土力学性能，尤其是优选的原料用量下效果更佳。
[0009]作为优选，所述复合胶凝材料包括水泥640～660份，硅灰170～190份，微珠190～210份，矿粉110～130份。
[0010]进一步优选，所述复合胶凝材料为水泥650份，硅灰180份，微珠200份，矿粉120份。
[0011]作为优选，所述细集料包括20～40目石英砂0～422份，80～120目石英砂0～603份，机制砂0～1025份，石粉220～230份；优选的，所述细集料包括20～40目石英砂84.4～253.2份，80～120目石英砂120.6～361.8份，机制砂410～820份，石粉225份；所述石粉优选为湿法凝灰岩石粉。
[0012]本专利技术中采用上述用量及种类的复合胶凝材料和细集料，能够与本申请的特定细集料和钢纤维更好发挥协同作用，进一步提高机制砂活性粉末混凝土混凝土力学性能，使得大掺量利用机制砂活性粉末混凝土综合性能。
[0013]作为优选，所述水泥为P
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I 42.5硅酸盐水泥；和/或所述硅灰采用SF93型硅灰；和/或所述矿粉为S95型矿粉；和/或所述微珠采用uffa2.0型微珠。
[0014]本专利技术在优选的复合胶凝材料及细集料和其他原料在特定用量下的配合作用下，在大量利用固废石粉的情况下对于混凝土综合性能尤其是抗压和抗折强度得到预料不到的提升。
[0015]进一步优选，所述P
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I 42.5硅酸盐水泥优选密度为3.12g/cm3，初凝时间99min，终凝时间138min，3d、28d抗压强度为27.0MPa、53.2MPa，3d、28d抗折强度为6.4MPa、9.3MPa。
[0016]进一步优选，所述SF93型硅灰中，包含SiO2、Al2O3、Fe2O3的氧化物的含量≥97％，需水量比为112％，比表面积为18.648m2/g，7d活性指数为120％。
[0017]进一步优选，所述S95型矿粉优选密度为2.9g/cm3，7d和28d活性指数为78％和96％，流动比100％。
[0018]进一步优选，所述uffa2.0型微珠中，优选45μm筛余为12.5％，需水量比为98％，烧失量为2.5％。
[0019]作为优选，所述20
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40目石英砂和所述80
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120目石英砂的SiO2含量为97～99％优选98.21％；所述20
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40目石英砂粒径为380～830μm，细度模数优选为3.11
±
0.2；所述80
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120目石英砂粒径为120～180μm；优选所述机制砂和所述石粉的母岩材料为凝灰岩；所述石粉的平均粒径优选为9.38
±
1μm，密度优选为2.561
±
0.2g/cm3；所述机制砂优选为中砂，细度模数优选为2.79
±
0.2。
[0020]进一步优选，所述石粉为矿业生产机制砂过程中产生的固体废弃物，平均粒径为9.38
±
1μm，密度为2.561
±
0.2g/cm3，表面积/体积优选为14225
±
100cm2/cm3。所述凝灰岩的主要化学成分包括：SiO
2 61.52％、Al2O
3 16.40％、K2O 4.91％、Fe2O
3 4.28％、CaO 3.20％、Na2O 2.28％、FeO 1.95％，PH8.95。
[0021]作为优选，所述细集料中，20
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40目石英砂：80
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120目石英砂的质量比为0.6～0.9优选为0.7；20
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40目石英砂与80
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120目石英砂的总量与机制砂的质量比为x:1
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x，其中x为0％～100％。
[0022]作为优选，所述钢纤维为表面镀铜平直钢纤维。采用特定的钢纤维较其他纤维种类对综合性能提升效果更佳。
[0023]进一步优选，所用表面镀铜平直钢纤维的优选长度为13mm，直径为0.18mm，抗拉强度为3105MPa。
[0024]作为优选，所述减水剂聚羧酸盐高性能减水剂。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，包括按照质量份计的以下原料：复合胶凝材料1145～1155份，细集料1245～1255份，钢纤维38～42份，消泡剂0.8～1.2份，减水剂35～52份和水205～209份；所述复合胶凝材料包括水泥、硅灰、微珠和矿粉，所述细集料中包括20
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40目石英、80
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120目石英砂、机制砂、石粉。2.根据权利要求1所述的利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，包括按照质量份计的以下原料：复合胶凝材料1150份，细集料1250份，钢纤维40份，消泡剂1份，减水剂40～47份和水207份；所述复合胶凝材料包括水泥640～660份，硅灰170～190份，微珠190～210份，矿粉110～130份，优选的，所述复合胶凝材料包括水泥650份，硅灰180份，矿粉120份，微珠200份。3.根据权利要求1或2所述的利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述细集料包括20～40目石英砂0～422份，80～120目石英砂0～603份，机制砂0～1025份，石粉220～230份；优选的，所述细集料包括20～40目石英砂84.4～253.2份，80～120目石英砂120.6～361.8份，机制砂410～820份，石粉225份；所述石粉优选为湿法凝灰岩石粉。4.根据权利要求2所述的利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述水泥为P
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I 42.5硅酸盐水泥；和/或所述硅灰采用SF93型硅灰；和/或所述矿粉为S95型矿粉；和/或所述微珠采用uffa2.0型微珠。5.根据权利要求1
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4任一项所述的利用固废石粉的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述20
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40目石英砂和所述80
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120目石英砂的SiO2含量为97～99％优选98.21％；和/或所述20
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40目石英砂粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林智，蔡燕霞，麻旭荣，黄前龙，洪伟华，路凯冀，裘秋波，齐钊侃，付士帅，张景瑞，
申请(专利权)人：中路高科北京公路技术有限公司，
类型：发明
国别省市：