專(zhuān)利名稱(chēng)：：磨細(xì)高鈦礦渣粉煤灰復(fù)合高性能混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及固體廢棄物利用、混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
：高性能混凝土是20世紀(jì)80年代末90年代初提出的一種全新概念混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，其具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性。近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，許多建筑結(jié)構(gòu)都對(duì)混凝土的性能提出了較高要求，因此高性能混凝土的發(fā)展就是一種必然的趨勢(shì)。攀枝花地處攀西大裂谷，礦物資源豐富，每年排放的高爐礦渣、粉煤灰等固體廢棄物達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸。在我國(guó)大部分地區(qū)，高爐礦渣都可以在水泥、混凝土中得到應(yīng)用，但攀枝花高爐礦渣為高鈦礦渣，即其中含有2024y。的Ti02，傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為高鈦礦渣即使淬冷仍將產(chǎn)生大量無(wú)水硬活性的鈣鈦礦(CaO*Ti02)，導(dǎo)致進(jìn)入玻璃體的CaO量較少，玻璃體中硅氧四面體聚合較高，水硬活性較低。現(xiàn)有專(zhuān)利中的《用于水泥、混凝土、砂漿中的高爐鈦礦渣復(fù)合微粉》(公告號(hào)1500758，申請(qǐng)?zhí)?2134080.3)提到了將高爐鈦礦渣單獨(dú)或與粉煤灰、鋼渣等一起制備混凝土摻合料，其僅僅提到了將高爐鈦礦渣作為混凝土摻合料的制備方法，本專(zhuān)利提出了采用物理或化學(xué)方法激發(fā)高爐鈦礦渣的活性，使其可以用于配制高性能混凝土。專(zhuān)利《高性能混凝土摻合料的制備方法及其應(yīng)用》(公告號(hào)CN1322690，申請(qǐng)?zhí)?1114790.3)提到的高性能混凝土摻合料是以石灰石為主料，輔以礦渣、石膏等起改性作用的材料，其中的礦渣既不是主料也不是本發(fā)明提高的高鈦礦渣。專(zhuān)利《一種高性能混凝土礦物超細(xì)粉》(公告號(hào)CN1271697,申請(qǐng)?zhí)?00109125.5)提到的由礦渣、沸石巖、粉煤灰、長(zhǎng)青右、生石灰細(xì)磨、混合、均化而成的用于高性能混凝土的礦物超細(xì)粉，其礦渣不是本專(zhuān)利提高的高鈦礦渣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是利用除普通混凝土所需要摻入的水泥、砂子、石子和水外，還需摻入磨細(xì)高鈦礦渣、粉煤灰、高效減水劑和早強(qiáng)激發(fā)劑來(lái)配制混凝土，配制的混凝土具有高工作性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性、還具有優(yōu)異物理力學(xué)性能。傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為高鈦礦渣無(wú)活性或活性較低，本發(fā)明通過(guò)機(jī)械(物理)活化和化學(xué)活化兩種手段，將其活性激發(fā)，使其作為優(yōu)良的活性摻合料等量取代約1025%的水泥，并在不影響混凝土后期強(qiáng)度的情況下明顯改善混凝土的工作性和耐久性。化學(xué)活化是指釆用堿性溶液作為激發(fā)劑，噴灑在高鈦礦渣和粉煤灰上，陳化ld后再進(jìn)行機(jī)械活化其性能如表1所示。表l化學(xué)激發(fā)的粉煤灰性能<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>注水泥粉煤灰=70:30;水膠比為0.44;膠砂比為1:2.5。由表1可知，化學(xué)激發(fā)粉煤灰的作用是顯著的。這是由于堿作用于粉煤灰表面后，粉煤灰玻璃體中的Al-O、Al-Si-0、Si-0鍵被打斷，粉煤灰表面活性大大增加，加入水泥后斷裂鍵使粉煤灰與水泥水化產(chǎn)物Ca(0H)2迅速反應(yīng)，生成CSH及CAH，同時(shí)也大大加快了水泥的水化，使早期強(qiáng)度增加。由于粉煤灰的水化是長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程，其后期強(qiáng)度也不會(huì)下降。機(jī)K物遮i活性€_指將化學(xué)活化后的粉煤灰、高鈦礦渣通過(guò)粉磨磨至一定的細(xì)度，使其產(chǎn)生活性，一般粉煤灰的比表面積在60007000cm7g較好，高鈦礦渣的比表面積在70008000cm7g為佳。粉煤灰、高鈦礦渣中玻璃顆粒是火山灰活性的主要來(lái)源，粉煤灰、高鈦礦渣中的玻璃體是以玻璃為主的多相復(fù)合顆粒，這種玻璃質(zhì)顆粒外層由一層堅(jiān)硬的玻璃外殼包裹，阻礙了粉煤灰、高鈦礦渣活性的產(chǎn)生。通過(guò)球磨，可改善粉煤灰、高鈦礦渣的表面特性，粉碎大的顆粒體，改善粉煤灰、高鈦礦渣的級(jí)配，使更多的玻璃顆粒露出，從而提高粉煤灰、高鈦礦渣的活性，同時(shí)，由于在機(jī)械力作用下，粉煤灰、高鈦礦渣的聚集狀態(tài)顆粒被分散，級(jí)配得到改善，球磨后也不會(huì)增加標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。粉煤灰和磨細(xì)高鈦礦渣既可以先混合后再進(jìn)行活化，也可分別活化后再進(jìn)行混合。為改善混凝土早期強(qiáng)度降低的缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)摻入高效減水劑和早強(qiáng)激發(fā)劑，摻入比例按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。高效減水劑和早強(qiáng)激發(fā)劑的減水作用，還可以大大降低混凝土的水灰比，對(duì)提高混凝土的抗壓強(qiáng)度等起到促進(jìn)作用，并減少干縮變形。本發(fā)明的有益效果在于能夠提高高鈦礦渣、粉煤灰的綜合利用率；提供一種施工方便、質(zhì)量?jī)?yōu)良的高性能混凝土；降低建設(shè)成本，減少天然砂石的開(kāi)采，保護(hù)環(huán)境。圖1為磨細(xì)高鈦礦渣粉煤灰復(fù)合高性能混凝土制造流程方框圖。圖2為高性能混凝土的千縮性能比較圖具體實(shí)施例方式實(shí)驗(yàn)室配制C60混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表2和圖2。試驗(yàn)證明用磨細(xì)高鈦礦渣粉煤灰復(fù)合配制的高性能混凝土體積穩(wěn)定性?xún)?yōu)于單摻磨細(xì)粉煤灰或磨細(xì)高鈦礦渣配制的高性能混凝土(即磨細(xì)高鈦礦渣粉煤灰復(fù)合配制的高性能混凝土干縮值較小，見(jiàn)圖2);物理力學(xué)性能中抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、靜力彈性模量且前者均優(yōu)于后者，而抗折強(qiáng)度，劈製fr控強(qiáng)1^兩諾3fe本相當(dāng)，詳見(jiàn)表2。表2C60高性能混凝土28d的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>攀枝花泰隆國(guó)際商務(wù)大廈(28層、8萬(wàn)m')、攀枝花郵區(qū)中心局大樓(l.S萬(wàn)m2)、大梯道西側(cè)高層住宅(18層、4力V)、德銘商業(yè)城(4萬(wàn)m2)、溫州商城(3.8力m2)、通力大廈(22層、2.8萬(wàn)m2)等重點(diǎn)工程共使用摻磨細(xì)活性摻合料C50—C60高性能混凝土約1萬(wàn)m3，取混凝土試件400余組，按《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ107—87強(qiáng)度評(píng)定的統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定全部合格，所澆注構(gòu)件外觀(guān)良好，各施工單位反映該混凝土工作性能良好，未發(fā)生堵泵、離析等不良情況；該混凝土技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，僅混凝土一項(xiàng)累計(jì)節(jié)約投資140萬(wàn)元，加上采用泵送等先進(jìn)施工工藝，加快了施工進(jìn)度，降低了生產(chǎn)成本，創(chuàng)綜合經(jīng)濟(jì)效益近205力.元，深受建設(shè)單位和施工單位的歡迎?，F(xiàn)場(chǎng)混凝七取樣結(jié)果見(jiàn)表3。表328d混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(MPa)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、磨細(xì)高鈦礦渣粉煤灰復(fù)合高性能混凝土，包括水泥、粗集料、細(xì)集料、水、磨細(xì)高鈦礦渣、粉煤灰、高效減水劑和早強(qiáng)劑按照國(guó)家規(guī)范進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，其特征在于，磨細(xì)高鈦礦渣和粉煤灰同時(shí)作為混凝土摻合料摻入混凝土中，摻入比例占水泥質(zhì)量的10～30％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨細(xì)高鈦礦渣和粉煤灰，其特征在于二者是同時(shí)進(jìn)行了化學(xué)活化和機(jī)械活化，其比表面積不應(yīng)低于6000cm7g，二者的混合方式可以先混合后再進(jìn)行活化，也可分別活化后再混合。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的磨細(xì)高鈦礦渣和粉煤灰的混合，其中粉煤灰的比例不應(yīng)小于50%。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種利用除普通混凝土所需要摻入的水泥、砂子、石子和水外，還需摻入磨細(xì)高鈦礦渣、粉煤灰、高效減水劑和早強(qiáng)激發(fā)劑來(lái)配制混凝土，配制的混凝土具有高工作性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性、還具有優(yōu)異物理力學(xué)性能。本發(fā)明通過(guò)機(jī)械(物理)活化和化學(xué)活化兩種手段，將其活性激發(fā)，使其作為優(yōu)良的活性摻合料等量取代約10～25％的水泥，并在不影響混凝土后期強(qiáng)度的情況下明顯改善混凝土的工作性和耐久性。本發(fā)明的有益效果在于能夠提高高鈦礦渣、粉煤灰的綜合利用率；提供一種施工方便、質(zhì)量?jī)?yōu)良的高性能混凝土；降低建設(shè)成本，減少天然砂石的開(kāi)采，有利于環(huán)境保護(hù)。文檔編號(hào)C04B18/14GK101514088SQ20081008064公開(kāi)日2009年8月26日申請(qǐng)日期2008年2月22日優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日發(fā)明者兵李,棟陳,陳加耘申請(qǐng)人:陳加耘;李兵;陳棟