【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土领域，特别是涉及一种自燃煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法。
技术介绍
1、超高性能混凝土(uhpc,ultra-high performance concrete)是一种新型水泥基材料，因其具有优异的力学性能，并在耐硫酸盐、氯化物和抗冻性方面有诸多良好表现，可以在恶劣的环境中使用，因而近年来uhpc备受关注。但为了保障具有诸多优异性能，uhpc往往需要消耗较大用量的水泥和石英砂，导致其生产成本和二氧化碳的排放量居高不下。
2、此外，uhpc的水泥的水化程度通常也比较低(30％-35％)，大量水泥熟料充当昂贵的填料，且会在水化前期释放大量的热量容易导致体积膨胀，并对耐久性产生影响。
3、现有技术中，常使用传统辅助胶凝材料，如矿渣、粉煤灰、石灰石粉等去替代uhpc中的水泥，以减少uhpc中的水泥用量。这些材料可以通过自身的稀释效应、填充效用、火山灰效应有效提高uhpc的性能，因而得到了广泛应用，但由于其自身优良的性能，存在供不应求，成本上涨等问题。
4、自燃煤矸石和磷渣分别是煤矿开采与黄磷制备过程中产生的固体废弃物，其大量堆积不仅占用土地，还会对周围环境造成污染。磷渣主要由氧化钙和二氧化硅组成，玻璃相含量高达90％，但由于缺少氧化铝含量，并且含有五氧化二磷等有害成分，对混凝土前期强度造成一定的影响，从而限制了在传统混凝土中的使用。
5、因此，如何在不损失已有uhpc各项性能的前提下，制备低成本、低碳排放量，且有利于固体废弃物消耗的uhpc是目前亟需解决
技术实现思路
1、为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供一种自燃煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，以开发一种成本低廉、碳排放量低、力学性能优良、工作性能与耐久性能良好、且有利于自燃煤矸石和磷渣固废消耗的超高性能混凝土。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种自燃煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，混凝土包括以下重量份数的原料：
4、水泥422-844份、自燃煤矸石粉152-186份、磷渣粉84-253份、硅灰152-186份、河沙912-1114份、水164-200份、聚羧酸减水剂18-22份；
5、具体制备步骤：
6、步骤1、所述自燃煤矸石粉为原状自燃煤矸石经颚式破碎机破碎，并过筛后使用球磨机研磨15±2min制成；
7、步骤2、所述磷渣粉为过筛后使用球磨机研磨15±2min制成；
8、步骤3、所述河沙按照0-0.6mm和0.6-1.25mm级配筛分选取，并按65-70％和30-35％的质量百分比混合；
9、步骤4、将水泥、硅灰与步骤1和步骤2所述自燃煤矸石粉、磷渣粉低速干拌均匀；
10、步骤5、在步骤4的基础上，加入步骤3所述河沙继续低速干搅拌；
11、步骤6、在步骤5的基础上，加入60％-70％的水和聚羧酸减水剂低速搅拌；
12、步骤7、在步骤6的基础上，加入剩余30％-40％的水和聚羧酸减水剂低速搅拌；
13、步骤8、最后高速搅拌，搅拌并振捣完成后浇筑至指定摸具中，在标准养护条件下养护24h后脱模，并在相同养护条件下继续养护至指定龄期即得到所述自燃煤矸石粉与磷渣粉作为辅助胶凝材料的超高性能混凝土。
14、进一步地，所述水泥为52.5硅酸盐水泥，比表面积为1100-1200kg/m2，表观密度为3100-3200kg/m3。
15、进一步地，所述硅灰sio2含量95-98％,比表面积为20000-25000kg/m2，表观密度为2100-2400kg/m3。
16、进一步地，所述聚羧酸减水剂的减水率为18-23％。
17、进一步地，步骤1中，所述自然煤矸石粉sio2含量59-65％,al2o3含量21-24％，cao含量3-4％，fe2o3含量4-6％，比表面积为1110-1320kg/m2，表观密度为2600-2700kg/m3。
18、进一步地，步骤2中，所述磷渣粉sio2含量32-40％,al2o3含量2-4％，cao含量47-56％，fe2o3含量0.4-1.2％，比表面积为1200-1500kg/m2，表观密度为2900-3200kg/m3。
19、进一步地，步骤3中，所述河沙细度模数为2.0-2.2。
20、进一步地，步骤4中，所述低速干拌转速为62±5r/min,时间为60±1s。
21、进一步地，步骤5中，所述加入河沙继续低速干搅拌转速为62±5r/min，时间为90±1s。
22、进一步地，步骤6中，所述加入60-70％的水和聚羧酸减水剂低速搅拌转速为62±5r/min，时间为90±1s。
23、进一步地，步骤7中，所述加入剩余30-40％的水和聚羧酸减水剂低速搅拌转速为62±5r/min，时间为90s±1s。
24、进一步地，步骤8中，所述高速搅拌转速为125±10r/min，时间为60±1s。
25、进一步地，步骤8中，所述标准养护温度为20℃±2℃、相对湿度为95％以上。
26、本专利技术的有益效果：
27、(1)本专利技术以自燃煤矸石粉与磷渣粉作为辅助胶凝材料河沙为细骨料制备了低成本、绿色超高性能混凝土。自燃煤矸石粉与磷渣粉替代水泥用量的30-50％，细骨料全部使用河沙，生产成本及co2排放量分别降至5500cny/m3及350kg/m3以下，实现了低成本、绿色环保uhpc的制备。
28、(2)本专利技术提供的超高性能混凝土流动度最高可达272.4mm，湿堆积密度最高可达0.7573，28天抗压强度均大于100mpa，最高可达113.03mpa,毛细吸水率吸附系数最优时可达0.0012，具有较好的工作性能、力学性能与耐久性能。
29、(3)本专利技术中的自燃煤矸石粉可以在早期溶解al,并与硫酸盐反应生成额外的aft,解决了磷渣在水化前期强度低的问题。
30、(3)本专利技术中的自燃煤矸石粉与磷渣粉可以在水化后期通过“二次水化反应”生成更多的水化产物凝胶；并且还可以降低硅灰团聚体直径，减少硅灰团聚体碱-二氧化硅反应引起的裂缝产生。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，所述混凝土包括以下重量份数的原料：水泥422-844份、自燃煤矸石粉152-186份、磷渣粉84-253份、硅灰152-186份、河沙912-1114份、水164-200份、聚羧酸减水剂18-22份；
2.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，所述水泥为52.5硅酸盐水泥，比表面积为1100-1200kg/m2，表观密度为3100-3200kg/m3；所述硅灰SiO2含量95-98％,比表面积为20000-25000kg/m2，表观密度为2100-2400kg/m3；所述聚羧酸减水剂的减水率为18-23％。
3.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述自然煤矸石粉SiO2含量59-65％,Al2O3含量21-24％，CaO含量3-4％，Fe2O3含量4-6％，比表面积为1110-1320kg/m2，表观密度为2600-2700kg/m3。
4.根据权利要求1所述的自然煤矸
5.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述低速干拌转速为62±5r/min,时间为60±1s。
6.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述加入河沙继续低速干搅拌转速为62±5r/min，时间为90±1s。
7.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤6中，所述加入60-70％的水和聚羧酸减水剂低速搅拌转速为62±5r/min，时间为90±1s。
8.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤7中，所述加入剩余30-40％的水和聚羧酸减水剂低速搅拌转速为62±5r/min，时间为90s±1s。
9.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤8中，所述高速搅拌转速为125±10r/min，时间为60±1s。
10.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤8中，所述标准养护温度为20℃±2℃、相对湿度为95％以上。
...【技术特征摘要】
1.一种自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，所述混凝土包括以下重量份数的原料：水泥422-844份、自燃煤矸石粉152-186份、磷渣粉84-253份、硅灰152-186份、河沙912-1114份、水164-200份、聚羧酸减水剂18-22份；
2.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，所述水泥为52.5硅酸盐水泥，比表面积为1100-1200kg/m2，表观密度为3100-3200kg/m3；所述硅灰sio2含量95-98％,比表面积为20000-25000kg/m2，表观密度为2100-2400kg/m3；所述聚羧酸减水剂的减水率为18-23％。
3.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述自然煤矸石粉sio2含量59-65％,al2o3含量21-24％，cao含量3-4％，fe2o3含量4-6％，比表面积为1110-1320kg/m2，表观密度为2600-2700kg/m3。
4.根据权利要求1所述的自然煤矸石粉与磷渣粉为辅助胶凝材料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述磷渣粉sio2含量32-40％,al2o3含量2-4％，cao含量47-56％，fe2o3含量0.4-1.2％，比...
【专利技术属性】
技术研发人员：张延年，吴琦，汪青杰，张林，尚昀郅，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。