【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于特种混凝土领域，具体涉及一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、铁铝酸盐水泥是我国自主研发的一种特种水泥，国内外公认的第三系列水泥，主要矿物是无水硫铝酸钙、硅酸二钙、铁相固溶体及石膏等。它具有快凝快硬、低收缩、高抗裂、耐蚀耐磨及高耐久特性，通常用于抢修抢建工程、grc制品及特种功能砂浆等。目前，国内外在规模化应用于实体结构泵送浇筑领域基本处于空白，缺乏配套外加剂与相应技术规范。
2、由于受铁铝酸盐水泥水化特性影响，其水化速率高、水化放热速率快、水化产物快速生成，基体内部快速构建强度，导致混凝土快速失去工作性。同时，与硅酸盐水泥混凝土相比，同等强度等级下，铁铝酸盐水泥混凝土单方胶凝材料用量相对高20％左右。在相同用水量情况下，混凝土粘度大、流动性差，容易造成混凝土泵压高、泵送难等问题。
3、为了降低混凝土粘度、保证施工，如果简单采用增加单方混凝土用水量的方法，则会影响混凝土粘聚性，容易导致混凝土浆骨分离、离析。同时，因为水胶比的增大，混凝土内部除水化所需用水量外，保证混凝土流动性所需用水量明显增加。这些多余的水将产生更多的毛细孔，一方面增加孔隙率；另一方面，孔结构的孔径增大，降低混凝土抗渗性，外界有害介质更加容易进入混凝土内部，从而加速混凝土性能劣化。因此，单独靠增加混凝土用水量来调控混凝土粘度，从混凝土力学性能与耐久性能上来看，是不合理的，更是不可取的。
4、随着复杂环境下国家重点基础设施建设迫切需求与长期服役要求，国家对高耐蚀、高耐久的特种胶凝材料需求日
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于，提供一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土及其制备方法，所要解决的技术问题是：一方面，解决铁铝酸盐水泥混凝土粘度大、泵压高、易堵泵难题，保证混凝土适应外界环境特性，尤其是温度变化，从而保证混凝土即使在40℃严热高温下，混凝土90min坍落度依然保持在200mm以上。另一方面，赋予混凝土高抗裂、高耐蚀、高耐久特性，使其在复杂环境下仍然满足长期服役性能。
2、本专利技术的具体技术方案是：
3、一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，以重量份计，其包括：
4、铁铝酸盐水泥：300～450份；
5、钢渣粉：30～60份；
6、降粘改性材料：40～80份；
7、减水剂：3～6份；
8、细骨料：680～750份；
9、粗骨料：1020～1100份；
10、水：155～170份。
11、优选的，铁铝酸盐水泥为强度等级42.5mpa以上的高贝利特高铁相铁铝酸盐水泥，其勃氏比表面积为(370±20)m2/kg；铁铝酸盐水泥配制用水泥熟料矿相按重量百分比计含有30.0～38.0％的无水硫铝酸钙、30.0～40.0％的硅酸二钙和30.0～35.0％的铁相固溶体。利用化学调控手段，通过降低铁铝酸盐水泥用熟料中的无水硫铝酸钙含量，减缓水泥自身水化速率，削弱水泥水化过快导致的混凝土粘度大问题。通过提高熟料中铁相固溶体，提高水泥自身耐侵蚀特性，从而进一步提升并赋予混凝土高耐蚀特性。
12、优选的，钢渣粉为二氧化碳气冷钢渣经超细粉磨与高效选粉工艺制得的钢渣粉，其d50≤2.0μm，勃氏比表面积为(980±20)m2/kg，钢渣粉经二氧化碳气冷后，f-cao重量比为3.5～5.0％，f-mgo重量比为3.0～5.0％。钢渣微粉的作用兼具补充铁铝酸盐水泥混凝土碱性、补偿收缩增加抗裂性双重功效。一方面，铁铝酸盐水泥水化产物碱性较硅酸盐水泥水化产物低，导致孔溶液碱度相对较低，基体碳化深度大，引入钢渣粉后，钢渣中的硅酸盐矿相、f-cao均可提高铁铝酸盐水泥混凝土的碱度，从而提高对钢筋的保护性，提升混凝土耐蚀性。另一方面，二氧化碳气冷与超细粉磨消除了传统钢渣存在的安定性不良问题。二氧化碳气冷的钢渣中保留下来一定含量的f-cao、f-mgo，其水化生成的膨胀性产物可以进一步降低混凝土的收缩，提高基体抗裂性，从而赋予混凝土高耐久性。
13、优选的，降粘改性材料，以重量百分比计，其包括：
14、超细粉煤灰：84.0～91.0％；
15、二次铝灰：8.0～15.0％；
16、糊精：0.5～0.7％；
17、葡萄糖酸钠：0.5～0.8％。
18、上述的降粘改性材料的作用在于降低铁铝酸盐水泥混凝土粘度，通过物理/化学协同调控技术，实现铁铝酸盐水泥混凝土高流态、低粘度、不离析且无气泡层。
19、优选的，超细粉煤灰为粉煤灰统灰经超细粉磨后，利用风选技术将统灰中玻璃微珠优选出来，超细粉煤灰中微珠占比90％以上，其d50≤3.0μm。超细粉煤灰的作用是充分发挥微珠形态效应与填充效应，一方面起到“滚珠”作用，降低骨料之间的摩擦力，从而增加流动性。另一方面，超细粉煤灰与铁铝酸盐水泥形成颗粒级配优化，填充水泥颗粒堆积空隙，释放更多的自由水。两种效应叠加，从物理角度降低铁铝酸盐水泥混凝土粘度。
20、优选的，二次铝灰为磨细二次铝灰，其细度45μm筛余≤2.0％，氮化铝含量6.0～10.0％，单质铝含量2.0～3.0％。二次铝灰作用是在铁铝酸盐水泥中硅酸二钙、钢渣中f-cao水化产物氢氧化钙的协同激发下，梯度释放氢气、氨气，在混凝土内部持续引入微小气泡，起到润滑作用，进一步从物理角度上降低混凝土粘度，提升工作性。同时，避免了传统化学外加剂中的引气不持续、经时破裂，混凝土后期泌水、发沉现象。
21、优选的，糊精为β环糊精，比旋光度＝+(162±2)°，颗粒尺寸分布：20.0～30.0μm，糊精的作用是：利用糊精的颗粒尺寸分布，实现梯度调控铁铝酸盐水泥水化速率，主要调控无水硫铝酸钙矿相水化，降低水化进程带来的混凝土粘度增大难题。葡萄糖酸钠为工业级葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠的作用是调控铁铝酸盐水泥中的硅酸二钙的水化速率，进行降低铁铝酸盐水泥混凝土水化。与糊精叠加协同，从化学角度实现混凝土低粘度。同时，葡萄糖酸钠还可以起到减水作用，进一步改善混凝土流动性，且提高混凝土耐久性。
22、优选的，减水剂为三聚氰胺与聚羧酸复合减水剂，液体，减水率≥25.0％，内掺缓凝组分缓钠及降粘母液。减水剂作用在于降低铁铝酸盐水泥混凝土用水量，提升耐久性。赋予混凝土合适的凝结时间，同时化学降粘。
23、优选的，细骨料为天然砂或机制砂，其中机制砂的比粒度5.0～6.0，mb值≤1.0，石粉含量≤10.0％，片状颗粒含量≤5.0％。粗骨料为卵石或整形碎石，双级配、三级配或多级配骨料，紧密堆积空隙率35.0～37.0％，不规则颗粒含量≤3.0％，采用多级配骨料可以实现骨料空隙率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于，以重量份计，其包括：
2.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的铁铝酸盐水泥为强度等级42.5MPa以上的高贝利特高铁相铁铝酸盐水泥，其勃氏比表面积为(370±20)m2/kg；所述的铁铝酸盐水泥配制用水泥熟料矿相按重量百分比计含有30.0～38.0％的无水硫铝酸钙、30.0～40.0％的硅酸二钙和30.0～35.0％的铁相固溶体。
3.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的钢渣粉为二氧化碳气冷钢渣经超细粉磨与高效选粉工艺制得的钢渣粉，其D50≤2.0μm，勃氏比表面积为(980±20)m2/kg，所述的钢渣粉经二氧化碳气冷后，f-CaO重量比为3.5～5.0％，f-MgO重量比为3.0～5.0％。
4.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的降粘改性材料，以重量百分比计，其包括：
5.根据权利要求4所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的超细粉煤灰为粉煤灰
6.根据权利要求4所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的二次铝灰为磨细二次铝灰，其细度45μm筛余≤2.0％，氮化铝含量6.0～10.0％，单质铝含量2.0～3.0％。
7.根据权利要求4所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的糊精为β环糊精，比旋光度＝+(162±2)°，颗粒尺寸分布：20.0～30.0μm，所述的葡萄糖酸钠为工业级葡萄糖酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的减水剂为三聚氰胺与聚羧酸复合减水剂，液体，减水率≥25.0％，内掺缓凝组分缓钠及降粘母液。
9.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的细骨料为天然砂或机制砂，其中机制砂的比粒度5.0～6.0，MB值≤1.0，石粉含量≤10.0％，片状颗粒含量≤5.0％，粗骨料为卵石或整形碎石，双级配、三级配或多级配骨料，紧密堆积空隙率35.0～37.0％，不规则颗粒含量≤3.0％，所述的水为自来水。
10.权利要求1～9任何一项所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于，以重量份计，其包括：
2.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的铁铝酸盐水泥为强度等级42.5mpa以上的高贝利特高铁相铁铝酸盐水泥，其勃氏比表面积为(370±20)m2/kg；所述的铁铝酸盐水泥配制用水泥熟料矿相按重量百分比计含有30.0～38.0％的无水硫铝酸钙、30.0～40.0％的硅酸二钙和30.0～35.0％的铁相固溶体。
3.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的钢渣粉为二氧化碳气冷钢渣经超细粉磨与高效选粉工艺制得的钢渣粉，其d50≤2.0μm，勃氏比表面积为(980±20)m2/kg，所述的钢渣粉经二氧化碳气冷后，f-cao重量比为3.5～5.0％，f-mgo重量比为3.0～5.0％。
4.根据权利要求1所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的降粘改性材料，以重量百分比计，其包括：
5.根据权利要求4所述的一种低粘度高耐久铁铝酸盐水泥混凝土，其特征在于：所述的超细粉煤灰为粉煤灰统灰经超细粉磨后，利用风选技术将统灰中玻璃微珠优选出来，超细粉煤灰中微珠占比90％以上，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋丰伟，李长成，赵信达，池闯正，郭东利，
申请(专利权)人：建筑材料工业技术监督研究中心，
类型：发明
国别省市：
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