一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土、复合纳米材料的制备方法及混凝土的制备方法技术

本申请提供了一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土、复合纳米材料的制备方法及混凝土的制备方法，通过水泥120～160份、粉煤灰200～300份、复合纳米材料1～3份、海砂730～770份、石子1000～1200份、减水剂12～18份以及海水100～130份；其中，复合纳米材料为二氧化钛包覆硅胶粒的包覆结构。通过使用未经处理的海水海砂，节省人力物力成本；掺量高达60％的粉煤灰，解决了大掺量粉煤灰在海水海砂混凝土中的应用问题，并通过制备复合纳米材料，改善纳米材料性能，使复合纳米材料稳定且均匀地分散在混凝土基体中，有效解决大掺量粉煤灰混凝土材料早期强度低的问题，提高混凝土的力学性能和耐久性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土、复合纳米材料的制备方法及混凝土的制备方法


[0001]本申请涉及大掺量粉煤灰海水海砂混凝土领域，特别是一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土、复合纳米材料的制备方法及混凝土的制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国沿海地区基础工程建设的增多，混凝土等建筑材料需求量大。河砂是混凝土材料中细集料的主要来源，但受到资源和环境的限制，河砂的可持续开采量非常有限。我国海岸线狭长，海水、海砂资源丰富，且海砂级配优良，含泥量低。如用海水、海砂代替淡水、河砂，将极大缓解我国资源紧张的现状，符合提高海洋资源开发能力、发展海洋经济、建设海洋强国的战略。因此，研究海水海砂混凝土性能是当今时代研究的热点。
[0003]粉煤灰是燃煤电厂排放的主要固体废物，产量逐渐增加，其价格低廉，属活性粉末材料，但整体利用率低，在混凝土中使用粉煤灰代替部分水泥是一个有效利用粉煤灰的方式，在混凝土中掺入比水泥更多的粉煤灰，即粉煤灰占总胶凝材料的质量分数大于50％，可得到大掺量粉煤灰混凝土。水泥本身具有固化氯离子的能力，用粉煤灰代替水泥后，两者共同作用，相互影响，既可节约成本又可废物利用，降低建筑能耗和碳排放量，还能在水化过程中发挥其二次水化效应和微集料效应，显著提高海水海砂混凝土的力学性能和耐久性。但如何提高粉煤灰掺量的同时保证海水海砂混凝土早期强度是当今技术亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土、复合纳米材料的制备方法及混凝土的制备方法，包括：
[0005]一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，按质量份数计算，包括以下原料：
[0006]水泥120～160份、粉煤灰200～300份、复合纳米材料1～3份、海砂730～770份、石子1000～1200份、减水剂12～18份以及海水100～130份；其中，所述复合纳米材料为二氧化钛包覆硅胶粒的包覆结构。
[0007]优选地，所述海砂为细砂，所述海砂的细度模数为2.6，粒径小于5mm。
[0008]优选地，所述石子为碎石，所述石子的最大粒径为20mm。
[0009]优选地，所述粉煤灰为I级粉煤灰。
[0010]优选地，所述粉煤灰的Al2O、SiO2和Fe2O3含量分别为27.42％、37.69％和2.81％。
[0011]优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂的减水率为25％、固含量为15％。
[0012]优选地，所述水泥为PO42.5水泥。
[0013]为实现本申请还提供一种复合纳米材料的制备方法，包括步骤：
[0014]将浓度为5～30％的硅酸钠溶液加入到pH值为5～9的氨水中，得到纳米硅溶胶；
[0015]将所述纳米硅溶胶和PEA600包覆剂加入到硫酸溶液中，得到混合液；
[0016]将所述混合液加入到钛酸丁酯溶液中反应2～4h，得到二氧化硅复合二氧化钛纳米材料的悬浮液；
[0017]将所述悬浮液在真空条件下进行闪蒸，得到目标复合纳米材料。
[0018]优选地，所述将所述纳米硅溶胶和PEA600包覆剂加入到硫酸溶液中，得到混合液的步骤，包括：
[0019]将所述纳米硅溶胶升温至50～90℃，并加入所述PEA600包覆剂；
[0020]加入硫酸溶液调节pH值至1～8，得到所述混合液。
[0021]为实现本申请还提供一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土的制备方法，所述大掺量粉煤灰海水海砂混凝土的制备方法涉及上述的复合纳米材料的制备方法，包括步骤：
[0022]将水泥、粉煤灰、海砂和石子混合搅拌3
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5min，得到第一混合物；
[0023]将所述复合纳米材料与所述第一混合物混合搅拌1min，得到第二混合物；
[0024]将海水和减水剂与所述第二混合物混合搅拌2min，得到混凝土拌合料；
[0025]将所述混凝土拌合料浇筑入模进行成型和养护，得到目标混凝土。
[0026]本申请具有以下优点：
[0027]在本申请的实施例中，相对于现有技术中的“粉煤灰掺量大的混凝土强度差”，本申请提供了“复合纳米晶种大掺量粉煤灰混凝土”的解决方案，具体为：按质量份数计算，包括以下原料：水泥120～160份、粉煤灰200～300份、复合纳米材料1～3份、海砂730～770份、石子1000～1200份、减水剂12～18份以及海水100～130份；其中，所述复合纳米材料为二氧化钛包覆硅胶粒的包覆结构。通过使用未经处理的海水海砂，既节省人力物力成本，又极大缓解我国淡水、河砂资源紧张的现状，符合提高海洋资源开发能力、发展海洋经济、建设海洋强国的战略；通过复合纳米材料解决了大掺量粉煤灰在海水海砂混凝土中的应用问题，粉煤灰掺量占总胶材比例高达60％，节约了水泥用量，降低建筑能耗和碳排放量，大幅提高了粉煤灰的综合利用率，消耗固废，保护环境；通过将纳米二氧化钛与纳米二氧化硅复合后，纳米复合材料不易团聚，稳定性好，可均匀分散在混凝土基体中，可有效解决大掺量粉煤灰混凝土材料早期强度低的问题，显著提高海水海砂混凝土的力学性能和耐久性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本申请一实施例提供的一种复合纳米材料的制备方法的步骤流程图；
[0030]图2是本申请一实施例提供的一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0031]为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不
是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]专利技术人通过分析现有技术发现：大掺量粉煤灰海水海砂混凝土相关研究较少，目前粉煤灰在海水海砂混凝土中的掺量一般在5
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25％左右，粉煤灰掺量过大容易造成混凝土早期强度下降较大。
[0033]提高粉煤灰掺量的同时保证海水海砂混凝土早期强度很多改善措施都可以采用，包括特殊养护制度、掺加激发剂、掺加纳米材料、掺加超细矿物掺合料或者纤维，目前，在水泥基材料中得到应用的纳米材料主要有纳米SiO2、CaCO3、TiO2等。TiO2有助于C2S的生成，并降低钙硅体系低共熔点，纳米TiO2可以促进水泥基材料早期的水化反应，加快反应速率。与矿物掺合料和纳米SiO2不同，纳米TiO2属于惰性细微填料，与水泥不发生水化反应。掺入适量的纳米TiO2能提高混凝土材料早期强度，但纳米TiO2粒径小，表面能高，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，按质量份数计算，包括以下原料：水泥120～160份、粉煤灰200～300份、复合纳米材料1～3份、海砂730～770份、石子1000～1200份、减水剂12～18份以及海水100～130份；其中，所述复合纳米材料为二氧化钛包覆硅胶粒的包覆结构。2.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，所述海砂为细砂，所述海砂的细度模数为2.6，粒径小于5mm。3.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，所述石子为碎石，所述石子的最大粒径为20mm。4.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰。5.根据权利要求4所述的大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的Al2O、SiO2和Fe2O3含量分别为27.42％、37.69％和2.81％。6.根据权利要求1所述的粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂的减水率为25％、固含量为15％。7.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰海水海砂混凝土，其特征在于，所述水泥为PO42.5水泥。8.一种复合纳米材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海琳，郭书辉，翁履谦，候双双，
申请(专利权)人：深圳市航天新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：