一种原状工业石膏基轻质高强混凝土及制备方法技术

本发明专利技术提出了一种原状工业石膏基轻质高强混凝土及制备方法，其中混凝土砂浆包括磷石膏、矿粉、水泥、陶砂、陶粒、沸石粉、减水剂、改性剂和水。本发明专利技术采用三级配的轻质和吸水材料组合，其中高强陶粒粗骨料、陶砂作为细集料、沸石粉作为粉体填料制备超硫混凝土，整个超硫混凝土的最终强度可以达到65MPa以上，远超传统超硫混凝土的强度。硫混凝土的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种原状工业石膏基轻质高强混凝土及制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种原状工业石膏基轻质高强混凝土及制备方法。

技术介绍

[0002]磷石膏是磷化工行业的一种工业副产品，每生产1吨磷酸就会产生约3～5吨的磷石膏。脱硫石膏是火电厂燃煤烟道脱硫的副产物，每年新增近亿吨。目前磷石膏、脱硫石膏整体利用率不高，大量堆放不仅会占用大量的土地资源，而且还会造成严重的环境问题。当前工业石膏应用方式一个是做水泥调凝剂，二是做石膏建材、路基材料。应用工业石膏生产预拌砂浆、预拌混凝土的研究较少，从现有资料来看大多是先对原状石膏进行制浆改性陈化预处理，然后将其做胶凝材料应用到砂浆和混凝土中。预处理会增加成本，降低效率。
[0003]超硫石膏矿渣水泥是一种将石膏、矿渣水泥熟料混合的三元系统胶凝材料，也称之为超硫水泥。近年，由于工业副石膏的产量大、利用难，且易造成二次污染，磷石膏和脱硫石膏也成为研制石膏矿渣水泥的原料。由于超硫水泥的水化特性，其对水灰比的要求较高，最适宜的水灰比为0.4～0.42。水灰比过低，会导致矿渣后期的水化反应的水分不足，从而后期的强度发展也会受阻；水灰比过高，其孔隙率也会比较高，导致最终的强度也会较低。这一特性也导致了石膏～矿渣水泥的最高强度一般为40MPa左右。如公开号为CN109851308A的专利技术专利公开了一种磷石膏基水泥混凝土，其水灰比0.3，抗压强度最高为37.74MPa，强度难以达到使用要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种水灰比低，且强度高的原状工业石膏基轻质高强混凝土及制备方法。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术提供了一种原状工业石膏基轻质高强混凝土，混凝土砂浆包括磷石膏、矿粉、水泥、陶砂、陶粒、沸石粉、减水剂和水。
[0006]在以上技术方案的基础上，优选的，按照重量份数计算，所述本专利技术提供了包括磷石膏240～300份、矿粉240～280份、水泥40～60份、陶砂400～500份、陶粒500～600份、沸石粉40～80份、减水剂0.8～1份和水135～165份。
[0007]在以上技术方案的基础上，优选的，还包括2～4重量份数的磷石膏改性剂，所述磷石膏改性剂包括氧化钙和聚合硫酸铁。
[0008]在以上技术方案的基础上，优选的，所述氧化钙和聚合硫酸铁的重量比为(1～2):1。
[0009]在以上技术方案的基础上，优选的，所述磷石膏改性方法是：将磷石膏、磷石膏改性剂和1/3～1/2重量份数的水混合预搅拌3～5min，得到改性磷石膏。
[0010]在以上技术方案的基础上，优选的，水灰比为0.22～0.24。
[0011]在以上技术方案的基础上，优选的，所述矿粉的粒径为10～15μm。
[0012]在以上技术方案的基础上，优选的，所述陶粒的粒径为5～15mm。
[0013]在以上技术方案的基础上，优选的，所述陶砂的粒径为0.1～5mm。
[0014]在以上技术方案的基础上，优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0015]另一方面，本专利技术提供了一种原状工业石膏基轻质高强混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0016]S1，陶粒和陶砂浸泡饱水后捞出，保持表面干燥状态；
[0017]S2，将陶粒、陶砂、改性后的磷石膏、矿粉、水泥、沸石粉、减水剂和剩余的水混合，继续搅拌3～5min后浇注和振捣成型，脱模后置于标准条件下进行养护，得到石膏基轻质高强混凝土。
[0018]本专利技术的一种原状工业石膏基轻质高强混凝土及制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0019](1)采用三级配的轻质和吸水材料组合，其中高强陶粒粗骨料、陶砂作为细集料、沸石粉作为粉体填料制备超硫混凝土。一方面，陶粒、陶砂和沸石粉的配合使用，可以大幅度降低混凝土的容重，可以达到轻质混凝土的要求；另一方面，三级配吸水材料的配合使用，可以最大限度地降低混凝土的用水量，使混凝土内部结构更为致密，使混凝土在早期的强度发展更迅速；同时，在水化后期，矿渣水泥内部的自由水消耗完后，陶粒和陶砂内部的自由水可以向外扩散，促进浆体的进一步水化，但是集料中自由水的扩散距离有一定的限制，因此陶粒和陶砂的内养护作用对界面过渡浆体的性能发展更有利。通过掺入多孔粉体(沸石粉)，搅拌后浆体内部均匀混合，其内养护作用则可以对整个浆体均匀作用，从而大幅度提高混凝土的后期强度。通过三级配轻质材料的相互配合，整个超硫混凝土的最终强度可以达到65MPa以上，远超传统超硫混凝土的强度。
[0020](2)通过改性剂，有效去除工业石膏中的有害杂质，如磷、氟等，降低其对混凝土凝结时间和强度发展的影响。
[0021](3)本专利技术利用三级配多孔轻质材料的吸水和内养护特性，降低混凝土的水灰比(水灰比为0.22～0.24)，提高了超硫混凝土的强度(65MPa以上)，制备得到轻质(最终的表观密度1750kg/m3)高强混凝土。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术所用矿粉的粒径为10～15μm，矿粉主要原料为磨细矿粉，即磨细水淬高炉矿渣粉，又称矿渣微粉。陶粒粒径为5～15mm，陶砂粒径为0.1～5mm，为不同粒径材料的混合物。聚羧酸减水剂别名聚醚单体HPEG
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2400，购自湖北科沃德化工有限公司。
[0024]实施例1
[0025]本实施例的原状工业石膏基轻质高强混凝土，混凝土砂浆包括磷石膏240kg、矿粉240kg、水泥40kg、陶砂400kg、陶粒500kg、沸石粉40kg、聚羧酸减水剂0.8kg和水135kg，水灰比为0.24。
[0026]本实施例混凝土的制备方法包括如下步骤：
[0027]S1，陶粒和陶砂浸泡饱水后捞出，保持表面干燥状态；
[0028]S2，将陶粒、陶砂、磷石膏、矿粉、水泥、沸石粉、减水剂和水混合，继续搅拌3min后浇注和振捣成型，脱模后置于标准条件下进行养护，得到石膏基轻质高强混凝土。
[0029]实施例2
[0030]本实施例的原状工业石膏基轻质高强混凝土，混凝土砂浆包括磷石膏300kg、矿粉280kg、水泥60kg、陶砂500kg、陶粒600kg、沸石粉80kg、聚羧酸减水剂1kg和水165kg，水灰比为0.23。
[0031]本实施例混凝土的制备方法包括如下步骤：
[0032]S1，陶粒和陶砂浸泡饱水后捞出，保持表面干燥状态；
[0033]S2，将陶粒、陶砂、磷石膏、矿粉、水泥、沸石粉、减水剂和水混合，继续搅拌5min后浇注和振捣成型，脱模后置于标准条件下进行养护，得到石膏基轻质高强混凝土。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原状工业石膏基轻质高强混凝土，其特征在于：混凝土砂浆包括磷石膏、矿粉、水泥、陶砂、陶粒、沸石粉、减水剂和水。2.如权利要求1所述的一种原状工业石膏基轻质高强混凝土，其特征在于：按照重量份数计算，所述混凝土砂浆包括磷石膏240～300份、矿粉240～280份、水泥40～60份、陶砂400～500份、陶粒500～600份、沸石粉40～80份、减水剂0.8～1份和水135～165份。3.如权利要求2所述的一种原状工业石膏基轻质高强混凝土，其特征在于：还包括2～4重量份数的磷石膏改性剂，所述磷石膏改性剂包括氧化钙和聚合硫酸铁。4.如权利要求3所述的一种原状工业石膏基轻质高强混凝土，其特征在于：所述氧化钙和聚合硫酸铁的重量比为(1～2):1。5.如权利要求3所述的一种原状工业石膏基轻质高强混凝土，其特征在于：所述磷石膏改性方法是：将磷石膏、磷石膏改性剂和1/3～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌刚，汤小文，胡亮，龚继武，
申请(专利权)人：武汉楚天浩杨建材有限公司，
类型：发明
国别省市：