一种高稳定自密实混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高稳定自密实混凝土及其制备方法，利用钼尾矿微粉替代SCC常用粉煤灰掺合料，同时直接利用钼尾矿砂作为粗砂中0.3mm以下细颗粒的补充，对SCC用砂的细度进行调控，制备出性能稳定的SCC，既有效降低水泥用量，还解决了砂子细度大的SCC制备难题，实现了固废资源利用，提升了钼尾矿的利用价值。提升了钼尾矿的利用价值。提升了钼尾矿的利用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定自密实混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种利用钼尾矿制备的高稳定自密实混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国是矿产资源大国，也是钼矿资源大国，随着钼矿开采量的增加，产生了大量钼尾矿，钼尾矿数量巨大，占地广，环境污染且潜在危害性大。钼尾矿的资源化利用问题已迫在眉睫。实践证明，尾矿的综合利用不仅能变废为宝，还能将危害转化为利润，是经济建设的需要和保护环境的需要，有利于实现“双碳”目标。为了发展经济，我国正在进行大规模的基础建设，混凝土材料是工程建设中用量最大的材料，对水泥、砂石和掺合料等原材料需求量巨大，建材化是钼尾矿资源化利用的重要发展方向。
[0003]自密实混凝土(self
‑
compacting concrete，SCC)是指在自身重力作用下，具有较好的流动性、能够密实成型，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，且不需要附加振动的混凝土。由于其优异的性能，目前在土木工程领域获得了广泛应用。然而SCC中胶凝材料掺量大，单方胶材总量≧500kg，且胶材中的掺合料≧30％，砂率大，砂率≧48％，SCC对原材料的要求高，因此，获取高品质的原材料成为了制备自密实混凝土的关键[1]。
[0004]目前SCC所用掺合料主要是粉煤灰，然而粉煤灰的品质(如氧化物组成、细度、烧失量等关键技术参数)易受煤品质的影响而发生较大波动，由于环保要求，目前大量粉煤灰为脱硝灰，该类型粉煤灰与水泥和水拌合后将产生氨气，对SCC质量造成不利影响[2,3]。受季节影响，自然界中获取的天然砂和机制砂多为粗砂，细度大于2.9，即砂子中0.3mm以下颗粒含量少，而机制砂则级配差，来源不稳定，采用这些砂子很难制备出性能稳定的SCC[4,5]。如图1所示，采用以上原材料制备的SCC不稳定性主要表现为：
①
SCC坍落扩展度(SF)损失大，
②
SCC含气量随时间变化波动大，
③
SCC表层有较厚浮浆气泡层，
③
硬化后的SCC内部切开后易出现粗骨料下沉，
④
SCC在施工过程中容易出现泌水和离析。
[0005][1]王振，李化建，易忠来，黄法礼，谢永江.自密实混凝土稳定性机理及其影响因素研究新进展[J].材料导报,2017,31(S1):379
‑
383.
[0006][2]马传杰，王升平，周斌.脱硫灰对水泥性能的影响及硫含量的测定[J].水泥，2019(10):4
‑
7.
[0007][3]苏艺凡,李琴.劣质粉煤灰对混凝土性能的影响及简易辨别方法[J].广东建材,2022,38(05):34
‑
36.
[0008][4]谢清泉,于连山,马昆林,刘婉婉.细骨料对充填层SCC施工稳定性的试验研究[J].铁道建筑技术,2020(06):10
‑
13+22.
[0009][5]莫文波,马昆林,徐占军,张威振,龙广成,曾晓辉,唐卓.细骨料对板式轨道充填层SCC性能的影响[J/OL].铁道科学与工程学报:1
‑
12[2022
‑
10
‑
28].DOI:10.19713/j.cnki.43
‑
1423/u.T20221301.

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种高稳定自密实混凝土及其制备方法，利用钼尾矿微粉替代SCC常用粉煤灰掺合料，同时直接利用钼尾矿砂作为粗砂中0.3mm以下细颗粒的补充，对SCC用砂的细度进行调控，制备出性能稳定的SCC，既有效降低水泥用量，还解决了砂子细度大的SCC制备难题，实现了固废资源利用，提升了钼尾矿的利用价值。
[0011]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0012]一种高稳定自密实混凝土，每立方米混凝土中，包括以下质量份的原料：
[0013][0014]其中，钼尾矿微粉为钼尾矿砂球磨加工而成，其45μm方孔筛筛余≤10％，需水量比≤105％，28d活性指数≥60％，烧失量≤5％，含水率≤1％，亚甲蓝含量≤6g/kg，氯离子含量≤0.06％，三氧化硫含量≤3％；
[0015]其中，复配砂为砂和钼尾矿砂的混合物，其0.3mm以下颗粒含量为12～15wt％，细度模数(Mx)为2.4～2.7。
[0016]进一步地，钼尾矿砂中主要含有SiO2、Al2O3和Fe2O3，且三者含量之和不低于80wt％，钼尾矿砂中0.1～0.3mm之间的颗粒含量不少于90wt％。
[0017]进一步地，钼尾矿微粉的具体制备过程为：先将钼尾矿砂和水按照质量比为1：1.0～1.2充分混合，再加入占钼尾矿砂质量0.04～0.08％的三乙醇胺、占钼尾矿砂质量0.1～0.2％的葡萄糖酸钠和占钼尾矿砂质量0.05～0.15％聚羧酸减水剂，在球磨转速为100～200r/min，球料比为1～3：1的条件下混合球磨20～30min，干燥后即得钼尾矿微粉；其中所述聚羧酸减水剂采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体合成，固含量≥40％，为浅黄色粘稠液
体。
[0018]进一步地，砂为河砂或机制砂，其细度模数≥3.0，且0.3mm以下颗粒含量低于10wt％。
[0019]进一步地，碎石为粒径5～25mm的石灰石碎石。
[0020]进一步地，水泥为等级P.O 42.5及以上的普通硅酸盐水泥；膨胀剂为市售II型膨胀剂；减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥30％；粘度调节剂为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和甲基烯丙基聚氧乙烯醚按照质量比为1:1的比例复配而成；含气量调节剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂；缓凝剂为柠檬酸钠或葡萄碳酸钠。
[0021]本专利技术还提供了上述高稳定自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0022](1)将钼尾矿砂与砂复掺得到复配砂，使得复配砂中0.3mm以下颗粒含量达到12～15％，细度模数达到2.4～2.7；
[0023](2)将钼尾矿砂和水按照质量比为1：1.0～1.2充分混合，再加入占钼尾矿砂质量0.04～0.08％的三乙醇胺、占钼尾矿砂质量0.1～0.2％的葡萄糖酸钠和占钼尾矿砂质量0.05～0.15％聚羧酸减水剂，在球磨转速为100～200r/min，球料比为1～3：1的条件下混合球磨20～30min，干燥后即得钼尾矿微粉；其中所述聚羧酸减水剂采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体合成，固含量≥40％，为浅黄色粘稠液体；
[0024](3)按照配合比设计，将碎石、复配砂、水泥、钼尾矿微粉、膨胀剂和粘度调节剂依次投入搅拌机中，搅拌混匀；
[0025](4)将含气量调节剂、缓凝剂、减水剂和水混合搅拌均匀得到混合溶液，然后将混合溶液加入搅拌机中，搅拌时间不少于3min，即得到高稳定自密实混凝土。
[0026]本专利技术的优势在于：
[0027](1)本专利技术采用钼尾矿微粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定自密实混凝土，其特征在于，每立方米混凝土中，包括以下质量份的原料：其中，钼尾矿微粉为钼尾矿砂球磨加工而成，其45μm方孔筛筛余≤10％，需水量比≤105％，28d活性指数≥60％，烧失量≤5％，含水率≤1％，亚甲蓝含量≤6g/kg，氯离子含量≤0.06％，三氧化硫含量≤3％；其中，复配砂为砂和钼尾矿砂的混合物，其0.3mm以下颗粒含量为12～15wt％，细度模数为2.4～2.7。2.根据权利要求1所述的高稳定自密实混凝土，其特征在于，钼尾矿砂中主要含有SiO2、Al2O3和Fe2O3，且三者含量之和不低于80wt％，钼尾矿砂中0.1～0.3mm之间的颗粒含量不少于90wt％。3.根据权利要求1所述的高稳定自密实混凝土，其特征在于，钼尾矿微粉的具体制备过程为：先将钼尾矿砂和水按照质量比为1：1.0～1.2充分混合，再加入占钼尾矿砂质量0.04～0.08％的三乙醇胺、占钼尾矿砂质量0.1～0.2％的葡萄糖酸钠和占钼尾矿砂质量0.05～0.15％聚羧酸减水剂，在球磨转速为100～200r/min，球料比为1～3：1的条件下混合球磨20～30min，干燥后即得钼尾矿微粉；其中所述聚羧酸减水剂采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体合成，固含量≥40％，为浅黄色粘稠液体。4.根据权利要求1所述的高稳定自密实混凝土，其特征在于，砂为河砂或机制砂，其细度模数≥3.0，且0.3mm以下颗粒含量低于10wt％。5.根据权利要求1所述的高稳定自密实混凝土，其特征在于，碎...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昆林，陈荣健，范佳志，孟庆胤，杨鹰，白鹏飞，朱穆峰，秦汉唐，于伟杰，周承伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：