一种石膏矿渣水泥混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石膏矿渣水泥混凝土及其制备方法。属于建筑材料领域，其原料主要由石膏矿渣水泥、水、细骨料、粗骨料及减水剂组成；所述石膏矿渣水泥由再生微粉、矿渣、煅烧脱硫石膏、氢氧化钙和纳米Al2O3组成，其制备方法为：将再生细骨料粉磨120min，粉磨后过150μm方孔筛；筛余物在700℃下保温2h，冷却后再依次过筛，得到活性激发后的再生微粉；将脱硫石膏在800℃保温3h，冷却后过150μm方孔筛，得到煅烧脱硫石膏；将再生微粉、矿渣、煅烧脱硫石膏及氢氧化钙按比例混合粉磨30min，制得复合胶凝材料；将复合胶凝材料完全取代水泥制备混凝土。本发明专利技术大量利用工业固废，属于绿色建材，并且制备的混凝土拥有优秀的力学性能和抗碳化性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石膏矿渣水泥混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，涉及一种石膏矿渣水泥混凝土及其制备方法，具体是涉及一种抗碳化性能优良的石膏矿渣水泥及其混凝土的制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，由于对电网升级而淘汰下来的废旧电杆数量较多，全国每年废杆量已大于60万根，如果随意堆置，不仅会对环境造成破坏，也存在安全隐患；废旧电杆属于废弃混凝土的一部分，将废弃电杆破碎制备再生微粉，部分取代矿物掺合料应用于建筑砂浆和混凝土中，不仅可以减少任意堆放或掩埋废旧电杆造成的土地占用和环境污染问题，而且能够作为再生资源应用于建材产品，提高了资源的利用率，符合国家可持续发展战略与新时代建材行业发展的要求；目前，已有报道，可以将石膏矿渣水泥和再生微粉复合作为胶凝材料制备胶砂试件，但是仅研究了砂浆的力学性能，未将复合胶凝材料应用于制备混凝土，更没有研究混凝土的抗碳化性能；另外，还有报道，是通过在石膏矿渣水泥中加入掺合料和纤维，制备了一种高韧性石膏矿渣水泥，但是没有将石膏矿渣水泥与微粉复合，也没有探究混凝土的抗碳化性能。还有报道是：将纳米SiO2掺入到石膏矿渣水泥中，发现纳米SiO2的掺入降低了砂浆的孔隙率，使砂浆具有更好的力学性能，但是没有研究掺入纳米SiO2对石膏矿渣水泥混凝土的力学性能及抗碳化性能的影响；目前看到的文献大多是纳米Al2O3改性硅酸盐水泥性能，用于石膏矿渣水泥改性的暂时未见报道，
[0003]而且，石膏矿渣水泥属于低碳水泥，其制备过程只需要将各种原材料进行混合，不需要经历传统水泥“两磨一烧”的过程，而且后期强度高、水化热低、抗硫酸盐侵蚀性能强；但是石膏矿渣水泥存在早期强度低，容易碳化的缺点；抗碳化性能是钢筋混凝土耐久性的关键性能，抗碳化性能就是混凝土对其中的钢筋保护性能；石膏矿渣水泥抗碳化性能差，会缩短钢筋混凝土结构寿命，是阻碍其大规模应用的突出问题，目前未见用纳米Al2O3改性石膏矿渣水泥抗碳化性能的文献报道。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种抗碳化性能优良的石膏矿渣水泥及其制备方法，既充分利用固废和工业废渣，又通过改性使混凝土拥有优良的力学性能和抗碳化性能。
[0005]本专利技术的技术方案是：本专利技术所述的一种石膏矿渣水泥混凝土，所述该石膏矿渣水泥混凝土中各组分的质量分数为：石膏矿渣水泥：16
‑
20wt％，水：8
‑
10wt％，细骨料：25
‑
28wt％，粗骨料：44
‑
47wt％，其余为减水剂。
[0006]进一步的，述石膏矿渣水泥中各组分的质量百分比为：再生胶凝材料：97
‑
99wt％，纳米Al2O3：1
‑
3wt％。
[0007]进一步的，所述再生胶凝材料的中各组分的质量百分比为：再生微粉：30
‑
50wt％，矿渣：42
‑
58wt％，煅烧脱硫石膏：7
‑
10wt％，氢氧化钙：1.0
‑
2.0wt％；
[0008]其制备方法的操作步骤如下：
[0009]步骤(1)、将预备的再生细骨料置于105℃的温度下烘至恒重，将恒重的再生细骨料置于球磨机中粉磨120min；
[0010]在粉磨过程中加入0.02wt％的三乙醇胺，粉磨结束后过150mm方孔筛，再将过筛后的粉体在700℃下保温2h，从而制得再生微粉；
[0011]步骤(2)、将预备的脱硫石膏置于800℃的温度下保温3h，冷却后过150mm方孔筛，得到煅烧脱硫石膏；
[0012]步骤(3)、按重量百分比将再生微粉、矿渣、煅烧脱硫石膏及氢氧化钙一同放入球磨机中球磨30min，球磨后过75μm方孔筛，最终制得再生胶凝材料。
[0013]进一步的，所述矿渣的密度大于2.8g/cm3，矿渣中Al2O3的含量大于15％。
[0014]进一步的，在步骤(1)中，所述再生细骨料是由电杆破碎后所得，其粒径均小于5mm。
[0015]进一步的，在步骤(2)中，所述脱硫石膏中CaSO4的含量大于90％。
[0016]进一步的，所述纳米Al2O3的主成分含量≥99.9％，其粒径40nm、且易溶于水。
[0017]进一步的，所述的减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种。
[0018]进一步的，一种石膏矿渣水泥混凝土的制备方法，其具体操作步骤如下：
[0019]步骤(1)、向预先准备的混凝土搅拌机中加入水，至混凝土搅拌机的内壁预湿，后倒出多余的水；
[0020]步骤(2)、将预先称重的粗骨料、细骨料及再生胶凝材料依次倒入混凝土搅拌机中搅拌120s，搁置；
[0021]步骤(3)、取20wt％的石膏矿渣水泥混凝土成型的所用水，将预备的纳米Al2O3倒入水中进行混合，再将其置于1000W的超声分散机中超声10min，得到纳米Al2O3的分散液，
[0022]步骤(4)、将超声分散机中得到的纳米Al2O3的分散液与剩余的80wt％的石膏矿渣水泥混凝土成型的所用水倒入混凝土搅拌机中搅拌180s，最终制得石膏矿渣水泥混凝土。
[0023]进一步的，在所述步骤(4)中，将纳米Al2O3的分散液与剩余的80wt％的石膏矿渣水泥混凝土成型的所用水倒入混凝土搅拌机中搅拌的过程中添加减水剂，通过添加减水剂，可保持混凝土坍落度为70
‑
90mm。
[0024]本专利技术的有益效果是：本专利技术的特点是：本专利技术充分利用固废和工业废渣，节能环保，绿色低碳；并且通过改性，大大提高了混凝土的抗压强度和抗碳化性能。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的操作流程图；
[0026]图2中(a)为本专利技术实施例中加入2wt％纳米Al2O3改性后混凝土的28d碳化深度示意图；(b)为本专利技术实施例中不掺纳米Al2O3的混凝土的28d碳化深度示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中改性前后石膏矿渣水泥混凝土的孔隙率对比图；
[0028]图4为本专利技术实施例中改性前后石膏矿渣水泥混凝土的孔径分布对比图；
[0029]图5为本专利技术实施例中改性前后石膏矿渣水泥混凝土XRD测试结果示意图。
具体实施方式
[0030]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一
步的详细说明：
[0031]混凝土的的配合比参照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55
‑
2011)进行设计，参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T 50080
‑
2016)成型混凝土试件和进行坍落度试验，抗压强度试验参照《混凝土物理力学性能实验方法标准》(GB/T 50081
‑
2019)，抗碳化性能试验参照普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082
‑
2009)进行。
[0032]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石膏矿渣水泥混凝土，其特征在于，所述该石膏矿渣水泥混凝土中各组分的质量分数为：石膏矿渣水泥：16
‑
20wt％，水：8
‑
10wt％，细骨料：25
‑
28wt％，粗骨料：44
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47wt％，其余为减水剂。2.根据权利要求1所述的一种石膏矿渣水泥混凝土，其特征在于，所述石膏矿渣水泥中各组分的质量百分比为：再生胶凝材料：97
‑
99wt％，纳米Al2O3：1
‑
3wt％。3.根据权利要求2所述的一种石膏矿渣水泥混凝土，其特征在于，所述再生胶凝材料的中各组分的质量百分比为：再生微粉：30
‑
50wt％，矿渣：42
‑
58wt％，煅烧脱硫石膏：7
‑
10wt％，氢氧化钙：1.0
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2.0wt％；其制备方法的操作步骤如下：步骤(1)、将预备的再生细骨料置于105℃的温度下烘至恒重，将恒重的再生细骨料置于球磨机中粉磨120min；在粉磨过程中加入0.02wt％的三乙醇胺，粉磨结束后过150mm方孔筛，再将过筛后的粉体在700℃下保温2h，从而制得再生微粉；步骤(2)、将预备的脱硫石膏置于800℃的温度下保温3h，冷却后过150mm方孔筛，得到煅烧脱硫石膏；步骤(3)、按重量百分比将再生微粉、矿渣、煅烧脱硫石膏及氢氧化钙一同放入球磨机中球磨30min，球磨后通过75μm方孔筛，最终制得再生胶凝材料。4.根据权利要求3所述的一种石膏矿渣水泥混凝土，其特征在于，所述矿渣的密度大于2.8g/cm3，矿渣中...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘钢华，彭科玮，曹鹏，李成宝，相飞，
申请(专利权)人：连云港冠能电力工程有限公司灌南新能分公司灌南县华为建材有限公司，
类型：发明
国别省市：