本发明专利技术涉及一种自密实混凝土，为克服现有技术中自密实混凝土流动性与稳定性、早强与缓凝、收缩与膨胀等矛盾，本发明专利技术使用脂肪族（羟基）磺酸盐高效减水剂结合聚羧酸高效减水剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配以及特定的配合比设计，利用粉煤灰、矿粉及尾矿砂，制备出一种适用于Ｃ４０以上低胶材自密实混凝土，所述的脂肪族（羟基）磺酸盐高效减水剂主要成分为酮醛缩合物，加入水泥浆体时，具有施工和易性好，不易泌水离析，在低温时无结晶沉淀物等优点。用本发明专利技术方法制备的混凝土与现有技术相比可降低水泥用量至少７０ｋｇ／ｍ３，降低胶凝材料用量至少７０ｋｇ／ｍ３，综合利用固体废弃物至少４７０ｋｇ／ｍ３，降低砼成本至少３０元／ｍ３。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自密实混凝土，特别涉及一种用特细尾矿砂来替代部分胶凝材料 制备的C40以上低胶材自密实混凝土。
技术介绍
自密实混凝土是20世纪80年代初在国际上出现的新材料和新技术。自密实混凝 土的特点是具有良好的流动性，在自重作用下能够自密实；具有良好的均勻性和稳定性，在 流态时不泌水，不起泡；硬化后体积稳定性好，不产生收缩裂缝；初凝时间较长，终凝时间 较短，具有较高的早期强度；表面平整、耐磨性好；与基层材料黏结力较强；用于泵送施工 可节约劳力和施工费用，提高施工效率和质量，加快工程进度。自密实混凝土是由水泥、砂、掺合料、超塑剂、稳定剂等混合物配制而成，加水拌合 后即可泵送施工。这种混凝土对原材料及配合比要求很严格，要解决以下主要技术关键大 流动性与稳定性的矛盾，早强与缓凝的矛盾，收缩与膨胀的矛盾。目前自密实混凝土填充集料堆积时形成的空隙所用的粉末材料基本上为水泥和 粉煤灰等形成的胶凝材料浆体。现有技术中的自密实混凝土胶凝材料用量一般在500kg/m3 以上，水泥用量一般在350kg/m3以上。水泥是自密实混凝土胶凝材料胶材中的主要原材料， 水泥用量偏高会因为水泥水化热过高而容易引起混凝土收缩值偏大，对混凝土的裂缝控制 和提高混凝土的耐久性不利。水泥用量多，价格高，使得自密实混凝土的价格居高不下，特 别是C40以上的较高强度的自密实混凝土成本更高，这也使得自密实混凝土的推广应用受 到限制。站在环境保护的角度看，人类活动所排放温室气体的10%来自水泥混凝土工业， 水泥混凝土工业具有很大的减排潜力。水泥工业是二氧化碳的排放大户，其排放量约占人 类活动所产生二氧化碳总量的5%，全球水泥工业在未来发展中必须攻克减排二氧化碳的 课题。中国是世界上最大的水泥生产国，2009年水泥产量突破16. 3亿吨，占全球总产量的 50%以上。水泥工业排放的温室气体99%以上为二氧化碳，每生产1吨水泥熟料大约就产 生1吨二氧化碳气体。2009年我国水泥熟料产量约10. 5亿吨，二氧化碳排放量约8. 4亿 吨。水泥工业是单位产值二氧化碳排放量的龙头老大，而混凝土行业是水泥工业的最大用 户。尾矿是采矿企业在一定技术经济条件下排出的废弃物。据统计，2000年以前，我国 矿山产出的尾矿总量为50. 亿吨，其中铁矿尾矿量为26. 14亿吨。尾矿占全国固体废料 的1/3左右，但尾矿综合利用率仅为8. 2%左右，尾矿排入河道、沟谷、低地，污染水土大气， 破坏环境，乃至造成灾害。矿山尾矿堆存场所还占用了大量农田、林地，对环境也有一定污 染。随着国家加强环境保护和土地管理，尾矿的治理和利用已成为必须解决的迫切问题，但 是只回收有价值尾矿仍然处理不了剩下的大量尾矿，只有将尾矿作为建筑材料利用才是最 根本的出路。综上所述，充分利用固体废弃物，减少水泥的用量，是摆在混凝土行业中的一个重大课题，对发展我国低碳经济、循环经济、节能减排有着重大意义。
技术实现思路
为了克服现有技术中流动性与稳定性、早强与缓凝、收缩与膨胀等出现的矛盾，本 专利技术使用脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂结合聚羧酸高效减水剂、胶结材料和粗细骨料 的选择与搭配以及特定的配合比设计，综合利用粉煤灰、矿粉及尾矿砂，制备出一种低胶材 自密实混凝土。本专利技术所述的自密实混凝土由如下成分按重量百分比配制而成水泥200 300kg/m3 掺合料 100 300kg/m3外加剂8 15kg/m3 水洗特细砂200 350kg/m3中砂 550 700kg/m3 石子 800 1000kg/m3用水量130 160kg/m3其中所述的外加剂为4 12kg/m3的聚羧酸高效减水剂和1. 5 ^g/m3的脂肪族 (羟基)磺酸盐高效减水剂的复合物。本专利技术较好的自密实混凝土配方为水泥^Okg/m3 掺合料 17^g/m3外加剂8. 2kg/m3 水洗特细砂230kg/m3中砂 645kg/m3 石于 900kg/m3用水量1妨kg/m3其中所述的外加剂为6. 6kg/m3的聚羧酸高效减水剂和1. 6kg/m3的脂肪族(羟基) 磺酸盐高效减水剂的复合物。本专利技术中水洗特细砂是尾矿的一部分，细度模数0.5 0.9，SiO2含量50% 70% ；目前所用的掺合料有粉煤灰，矿粉等等，本专利技术中用特细尾矿砂取代部分掺合料和水 泥。采用较小粒径的石子与现有技术中常用的5 25mm的石料进行复合，改善粗集料的级 配，当较小粒径(5 16mm)的石子与常用的5 25mm的石料复合比例达到50% 60%时， 石子的骨料的空隙率最小(如图1所示)，可达到最大堆积密实度；所述的水胶比为0. 26 0.35，砂率为40 52%;所述的掺合料为粉煤灰与矿粉，二者比例为1 1.25 1 2。外 加剂为聚羧酸高效减水剂与脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂复合(二者比例为81 1 1)，较好的效果为二者比例为4 1。所述的脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂主要成分为酮醛缩合物，分子中含有羟 基、羧基、磺酸基等官能团，其数均分子量在4000 8000之间，其中羧基和磺酸基是强亲水 基，当这类外加剂加入到水泥浆体中时，形成双电层，由此产生静电斥力使水泥颗粒分散， 释放出拌合水而达到减水塑化效果，用于拌制混凝土拌合物，具有粘聚性，施工和易性好， 不易泌水离析，其水溶剂(浓度彡30%)，在低温(彡5°C)时无结晶沉淀物，-10°C时不结 冰，不增加防冻组分的同时，可用作规定温度-5 V的防冻剂使用。聚羧酸高效减水剂是一种分子结构为含羧基接枝共聚物的表面活性剂，其分子呈 梳形结构，主链上带极性较强的多个活性基团，侧链带有亲水性活性基团，它主要通过不饱 和单体在引发剂作用下共聚而成。在分子主链上接有许多个有一定长度和刚度的支链(侧 链)。在主链上也有能使水泥颗粒带电的磺酸盐或其它基团，可以起到传统减水剂的作用，更重要的是一旦主链吸附在水泥颗粒表面后，支链与其它颗粒表面的支链形成立体交叉， 阻碍了颗粒相互接近，从而达到分散(即减水)作用。这种空间位阻作用不以时间延长而 弱化，因此，聚羧酸减水剂的分散作用更为持久。聚羧酸高效减水剂掺量低、减水率高，减 水率可高达45% ；坍落度轻时损失小，预拌混凝土池坍落度损失小于15%，对于商品混凝 土的长距离运输及泵送施工极为有利；用于配制高标号混凝土时，混凝土工作性好、粘聚性 好，混凝土易于搅拌，即使在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土外观 颜色均一；与不同品种水泥和掺合料相容性好与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容 性，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性问题；混凝土收缩小可明显降低混凝土 收缩，显著提高混凝土体积稳定性及耐久性。混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基 团指向水溶液，构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附，使水泥胶粒表 面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥一水体系处于相对稳定 的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内 的水释放出来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改善，而 且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降，使水泥石内部孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自密实混凝土，由如下成分按重量百分比配制而成：水泥２００～３００ｋｇ／ｍ↑［３］ 掺合料１００～３００ｋｇ／ｍ↑［３］外加剂８～１５ｋｇ／ｍ↑［３］ 水洗特细砂２００～３５０ｋｇ／ｍ↑［３］中砂５５０～７００ｋｇ／ｍ↑［３］ 石子８００～１０００ｋｇ／ｍ↑［３］用水量１３０～１６０ｋｇ／ｍ↑［３］其中所述的外加剂为４～１２ｋｇ／ｍ↑［３］的聚羧酸高效减水剂和１．５～８ｋｇ／ｍ↑［３］的脂肪族（羟基）磺酸盐高效减水剂的复合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：聂法智，武俊宇，朴春爱，
申请(专利权)人：北京新奥混凝土集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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。