一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料及其制备方法，包括按质量份数计的普通硅酸盐水泥42～48份，铝酸盐水泥10～15份，硬石膏4～6份，粉煤灰20～25份，氧化钙1～5份，铁尾矿2～5份，石灰石2～8份。本发明专利技术以氧化钙为钙源的调控剂，以石灰石为硬石膏的调控剂，以粉煤灰为膨胀的缓冲剂，将普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、粉煤灰、氧化钙、硬石膏、铁尾矿、石灰石进行多组成配合，使原料在水化反应时产生协同作用，具有早期强度高，后期强度依然持续增大，且体积变化小的特点，当其用于管桩制造时，可以免去蒸养和免蒸压的步骤工序，极大的缩短和降低了生产成本，具有显著的实用价值。实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于管桩材料领域，具体涉及一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]如今PHC管桩生产大多数通过90℃左右的蒸汽进行常压蒸汽养护，简称蒸养，再用蒸压釜在180℃、1MPa的条件下进行高温高压二次养护，简称蒸压。常压蒸养和高温蒸压设备初期投资大，蒸汽的耗能高，且蒸压釜属于压力容器，设备的安全操作要求及维护成本高。因此，免蒸养和蒸压是管桩厂的根本需求。
[0003]专利CN201310059143公开了一种用于蒸养但免高压蒸养管桩的矿物掺合料，其制得掺和料的主要组成为超细高炉矿渣微粉和脱硫石膏。专利CN112551934A公开了一种免蒸养免蒸压矿物掺合料及其制备方法，主要组成为稻壳灰、硫铝酸钙熟料、水淬矿渣、偏高岭土、晶种、助磨剂、活化剂，其混合料的比表面积需高达1200m2/kg。专利CN113060949A公开了一种基于晶胶比调控的预制构件用胶凝材料制备方法，该专利首先需要在1350℃高温下合成无水硫铝酸钙矿物，然后通过硅酸盐水泥熟料、煅烧石膏相互协同，制得免蒸养免蒸压胶凝材料。
[0004]另一方面，硅酸盐水泥具有后期强度高的优点，但早期强度偏低且强度发展慢。而铝酸盐水泥具有早强、高强的特点。若两者复合使用，可望发挥硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的优点，抑制各自的缺点。但是硅酸盐水泥与铝酸盐水泥混合后，硅酸盐水泥中的石膏和由硅酸三钙水化产生的Ca(OH)2均能加速铝酸盐水泥的凝结，且铝酸盐水泥的水化产物CAH
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和C2AH8以及AH3凝胶遇Ca(OH)2立即转变成C3AH6；硅酸盐水泥中石膏被铝酸盐水泥消耗后，就不能起到应有的缓凝作用；同时，C3S的水化又由于Ca(OH)2被消耗而加速。因此，已有的研究结果表明，只有当硅酸盐水泥或铝酸盐水泥在组成体系中所占质量比很低时，才能得到凝结正常，且力学性能较高的胶凝材料组成。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种早期强度高、具有补偿收缩、体积稳定性能的多元体系的复合胶凝材料，满足PHC管桩早期强度高的要求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，包括如下按质量份数计的组分：
[0008]普通硅酸盐水泥42～48份；
[0009]铝酸盐水泥10～15份；
[0010]硬石膏4～6份；
[0011]粉煤灰20～25份；
[0012]氧化钙1～5份；
[0013]铁尾矿2～5份；
[0014]石灰石2～8份。
[0015]进一步地，上述适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，优选包括如下按质量份数计的组分：
[0016]普通硅酸盐水泥46份；
[0017]铝酸盐水泥12份；
[0018]硬石膏5份；
[0019]粉煤灰25份；
[0020]氧化钙3份；
[0021]铁尾矿3份；
[0022]石灰石6份。
[0023]本专利技术配方中，氧化钙用于补充体系中的Ca(OH)2，避免硅酸盐水泥由于Ca(OH)2被快速消耗掉而快凝。硬石膏用于避免硅酸盐水泥由于石膏被快速消耗掉而快凝。石灰石用于使铝酸盐部分形成碳铝酸钙，而不是全部形成硫铝酸钙—钙矾石，延缓凝结，而且，在有碳铝酸钙存在时，钙矾石不会转化为单硫型水化硫铝酸钙，这有利于强度的持续增长。粉煤灰是稳定或缓解膨胀，避免硅酸盐水泥或铝酸盐水泥组成不同而造成的不可预期的膨胀。铁尾矿的主要成分是SiO2，当其细度足够细时，能较快的与钙源形成CSH细这一硅酸盐水泥的主要水化产物，作为力学强度的主要来源。
[0024]具体地，所述的普通硅酸盐水泥符合国家标准规定的P
·
O 42.5号普通硅酸盐水泥。
[0025]具体地，所述的铝酸盐水泥为符合GB201
‑
200的国家标准规定的CA
‑
50铝酸盐水泥。
[0026]具体地，所述的硬石膏为天然硬石膏，其硫酸钙含量≥95wt.％。
[0027]具体地，所述的氧化钙来自工业石灰，其氧化钙含量≥95wt.％。
[0028]具体地，所述的粉煤灰为符合GB/T1596
‑
2005规定的二级粉煤灰。
[0029]具体地，所述的铁尾矿为钢铁厂产生的废渣，其二氧化硅含量≥92wt.％。
[0030]具体地，所述的石灰石为天然矿石，其碳酸钙含量≥92wt.％。
[0031]进一步地，本专利技术还提供上述适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
[0032](1)将粉煤灰、氧化钙、硬石膏、铁尾矿和石灰石按比例均匀混合，得到混合料并磨细至其比表面积为700
‑
1000m2/kg；
[0033](2)将步骤(1)得到的混合料与普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥混合均匀，即得。
[0034]有益效果：
[0035](1)本专利技术以氧化钙为钙源的调控剂，以石灰石为硬石膏的调控剂，以粉煤灰为膨胀的缓冲剂，将普通硅酸盐水泥、铝酸盐熟料、粉煤灰、氧化钙、硬石膏、铁尾矿、石灰石进行多组成配合，使原料在水化反应时产生协同作用，制得了一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料。
[0036](2)本专利技术制得的免蒸养免蒸压复合胶凝材料具有早期强度高，后期强度依然持续增大，且体积变化小的特点，当其用于管桩制造时，可以免去蒸养和免蒸压的步骤工序，极大的缩短和降低了生产成本，具有显著的实用价值。
具体实施方式
[0037]根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。
[0038]以下实施例中，所用到的原料包括：
[0039]普通硅酸盐水泥：市售P
·
O42.5号普通硅酸盐水泥，符合国家标准规定的P
·
O 42.5号普通硅酸盐水泥。
[0040]铝酸盐水泥：市售CA
‑
50号铝酸盐水泥，符合GB201
‑
200的国家标准规定的CA
‑
50铝酸盐水泥。
[0041]硬石膏：为天然硬石膏，其主要成分为CaSO4含量，其CaSO4含量≥95wt.％
[0042]粉煤灰：为火电厂副产物，二级粉煤灰，主要成分为SiO2,Al2O3,Fe2O3，为符合GB/T1596
‑
2005规定的二级粉煤灰。
[0043]氧化钙：市售生石灰，主要成分为CaO，为工业石灰，其氧化钙含量≥95wt.％
[0044]铁尾矿：为钢铁厂副产物，主要成分为SiO2，其二氧化硅含量≥92wt.％。
[0045]石灰石：为天然石灰硅石，主要成分为CaCO3，其CaCO3含量≥92wt.％。
[0046]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，其特征在于，包括如下按质量份数计的组分：普通硅酸盐水泥42～48份；铝酸盐水泥10～15份；硬石膏4～6份；粉煤灰20～25份；氧化钙1～5份；铁尾矿2～5份；石灰石2～8份。2.根据权利要求1所述的适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，其特征在于，包括如下按质量份数计的组分：普通硅酸盐水泥46份；铝酸盐水泥12份；硬石膏5份；粉煤灰25份；氧化钙3份；铁尾矿3份；石灰石6份。3.根据权利要求1所述的适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥为P
·
O 42.5普通硅酸盐水泥。4.根据权利要求1所述的适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，其特征在于，所述的铝酸盐水泥为CA
‑
50铝酸盐水泥。5.根据权利要求1所述的适用于管桩的免蒸养免蒸压高强复合胶凝材料，其特征在于，所述的硬石膏为天然硬石膏，硫酸钙含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯贵华，费盛丰，梅义荣，霍振，徐清源，卢豹，孙晋峰，姜瑞雨，张忠伦，刘振森，崔恩田，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：