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      一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土的制作方法

      文檔序號(hào):1907580閱讀:186來源:國(guó)知局
      一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,由以下質(zhì)量配比的原料構(gòu)成:100份水泥、20-60份陶粒、40-60份粉煤灰、30-40份細(xì)砂、40-60礦渣粉以及25-45份水,其特征在于:所述陶粒呈三層復(fù)合結(jié)構(gòu),由內(nèi)至外分別為球芯、中間發(fā)泡層和硬殼層,芯層包括堿渣、玻璃粉、粉煤灰以及堿性激發(fā)劑組成;中間發(fā)泡層由玻璃粉、頁巖以及甲基纖維素醚組成,硬殼層由水泥、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑組成。本發(fā)明使用的陶粒的球芯中包含大量的堿渣,減少堿渣對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)陶粒的制作完全在常溫環(huán)境下進(jìn)行,不再需要高溫?zé)Y(jié)過程,節(jié)省能量并減少燒結(jié)過程中對(duì)環(huán)境的污染。
      【專利說明】一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種混凝土,尤其是涉及一種可限制堿渣氯化物釋放的混凝土。

      【背景技術(shù)】
      [0002]陶粒就是陶質(zhì)的顆粒。陶粒的外觀特征大部分呈圓形或橢圓形球體,但也有一些仿碎石陶粒不是圓形或橢圓形球體,而呈不規(guī)則碎石狀。陶粒形狀因工藝不同而各異。它的表面是一層堅(jiān)硬的外殼 ,這層外殼呈陶質(zhì)或釉質(zhì),具有隔水保氣作用,并且賦予陶粒較高的強(qiáng)度。陶粒的外觀顏色因所采用的原料和工藝不同而各異。焙燒陶粒的顏色大多為暗紅色、赭紅色,也有一些特殊品種為灰黃色、灰黑色、灰白色、青灰色等。
      [0003]堿渣是工業(yè)上用氨堿法制堿過程中排放的廢渣,由于其含有大量的氯化物成為難以處理的固體廢棄物,長(zhǎng)期以來堿廠排出的堿渣占用了大量的耕地,并且氯化物也會(huì)對(duì)環(huán)境造成了極大的污染和破壞。
      [0004]堿渣被使用于建筑工程材料中、尤其是應(yīng)用于制作混凝土結(jié)構(gòu)。利用堿渣配制的混凝土,但其中的氯化物會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕,會(huì)給工程帶來質(zhì)量的隱患。
      [0005]中國(guó)發(fā)明專利CN201110409374.5公開了 “一種高效利廢的低能耗輕質(zhì)堿渣陶粒的制造方法”。該陶粒呈三層復(fù)合結(jié)構(gòu),其中包括占位多孔芯層、中間發(fā)泡層和硬殼層,占位多孔芯層由碎化的聚苯顆?;旌蠅A渣并加入界面劑VAE乳液和水?dāng)嚢璩汕?,其中堿渣用量為60-80wt%、廢玻璃粉為20-40wt%,堿渣和玻璃粉總和為100wt%,碎聚苯顆粒為堿渣和廢玻璃粉總量的0.02-0.04wt% ;中間發(fā)泡層由廢玻璃、頁巖、碳粉及甲基纖維素醚組成,其重量組成為:廢玻璃60-80wt%,頁巖20-40wt%,廢玻璃和頁巖的總和為100wt%,碳粉為廢玻璃粉和頁巖總量的0.2-0.4wt%,甲基纖維素醚為廢玻璃粉和頁巖總量的l_3wt%;硬殼層由玻璃粉、頁巖、硼酸組成,廢玻璃粉用量為10-30wt%,頁巖為70-90wt%,廢玻璃粉和頁巖的總量為100%wt,硼酸為廢玻璃粉和頁巖總量的3-5wt%。
      [0006]該專利中的陶粒理論上雖然可以起到抑制堿渣中氯化物溶出的部分效果,但是該專利的陶粒如果用于制作混凝土,其將長(zhǎng)時(shí)間處于富水環(huán)境中,水還是可以滲透入多孔芯層中,并且氯化物在水的作用下還是可以部分滲出腐蝕鋼材。此外,該陶粒的制作成本較高,需要進(jìn)行燒結(jié)。
      [0007]混凝土材料是一種耐久性材料,但是本質(zhì)上是一種非均勻的多孔材料,在二氧化碳、水、氯離子、硫酸鹽等的介質(zhì)的侵蝕作用下,不可避免受到外來因素的影響而腐蝕,混凝土?xí)铀倨茐?,使用壽命大大縮短。所以,使用陶粒做為混凝土配料時(shí),必須要很好控制堿渣中的氯化物。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0008]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中利用堿渣配制的混凝土,但其中的氯化物會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕,會(huì)給工程帶來質(zhì)量的隱患。
      [0009]為了解決上述存在的技術(shù)問題,本發(fā)明采用了以下方案:
      一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,由以下質(zhì)量配比的原料構(gòu)成:100份水泥、20-60份陶粒、40-60份粉煤灰、30-40份細(xì)砂、40-60礦渣粉以及25-45份水,其特征在于:所述陶粒呈三層復(fù)合結(jié)構(gòu),由內(nèi)至外分別為球芯、中間發(fā)泡層和硬殼層,芯層包括堿渣、玻璃粉、粉煤灰以及堿性激發(fā)劑組成;中間發(fā)泡層由玻璃粉、頁巖以及甲基纖維素醚組成,硬殼層由水泥、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑組成。
      [0010]進(jìn)一步,堿性激發(fā)劑由氫氧化鉀和水組成,兩者的質(zhì)量比為1:49。
      [0011]進(jìn)一步,球芯中的堿渣、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑的質(zhì)量比為:4:3: 3: I: 3 ο
      [0012]進(jìn)一步,中間發(fā)泡層中玻璃粉、頁巖以及甲基纖維素醚的質(zhì)量比為:60:20:3。
      [0013]進(jìn)一步,硬殼層中水泥、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑的質(zhì)量比為:5:2:2:1:3。水泥可以是硅酸鹽425#水泥。
      [0014]進(jìn)一步,球芯直徑為7-12mm,中間發(fā)泡層的厚度為2_3mm,硬殼層厚度為3_4mm。
      [0015]進(jìn)一步,球芯、中間發(fā)泡層和硬殼層的質(zhì)量比為3:1:2。
      [0016]該可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土制作步驟如下:
      步驟1、制作球芯;先按照比例往干料堿渣、玻璃粉、天然沸石和粉煤灰的混合物中加入堿性激發(fā)劑,進(jìn)行攪拌,然后通過機(jī)器或人工揉成直徑為7-12mm的圓球,放置24-48小時(shí)后形成球芯;
      步驟2、在球芯表面均勻形成中間發(fā)泡層;然后將步驟I制得的球芯放入裝有中間發(fā)泡層干料的成球盤中,啟動(dòng)成球托盤,使得中間發(fā)泡層干料完全包裹住球芯表面得到中間產(chǎn)物,并且中間發(fā)泡層的厚度為2-3mm ;
      步驟3、在中間發(fā)泡層外表面形成硬殼層;將配比好的殼層粉料水泥、玻璃粉、粉煤灰和天然沸石加入堿性激發(fā)劑混合攪拌,形成硬殼層漿料;將步驟2所得中間產(chǎn)物放入裝有硬殼層漿料的成球托盤中,啟動(dòng)成球托盤使之搖晃,搖晃60-120秒的時(shí)間,最終使得硬殼層漿料均勻的包裹在中間發(fā)泡層表面,自然晾干24-48小時(shí)之后,形成包裹結(jié)構(gòu)的陶粒;球芯、中間發(fā)泡層和硬殼層的質(zhì)量比為3:1:2;
      步驟4、將100份水泥、20-60份步驟3所得的陶粒、40-60份粉煤灰、30-40份細(xì)砂、40-60礦渣粉以及25-45份水進(jìn)行混合并攪拌均勻,得最終產(chǎn)物混凝土。
      [0017]該可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土具有以下有益效果:
      (I)本發(fā)明使用的陶粒的球芯中包含大量的堿渣,減少堿渣對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)陶粒的制作完全在常溫環(huán)境下進(jìn)行,不再需要高溫?zé)Y(jié)過程,節(jié)省能量并減少燒結(jié)過程中對(duì)環(huán)境的污染。
      [0018](2)本發(fā)明在球芯和硬殼層中使用堿性激發(fā)劑,堿性激發(fā)劑中的氫氧化物對(duì)粉煤灰有堿性激發(fā)作用,堿激發(fā)后的粉煤灰可以很好地抑制氯離子的釋放。
      [0019](3)本發(fā)明在球芯和硬殼層之間設(shè)有中間發(fā)泡層,使其發(fā)泡而使得球芯和硬殼層之間的緊密結(jié)合,使得堿渣與外界環(huán)境隔離,同時(shí)更為重要的是可以在中間層發(fā)泡的過程中將堿激發(fā)后的粉煤灰通過膨脹擠壓的方式包裹在球芯表面,避免球面空隙的出現(xiàn),從而避免外界水進(jìn)入而將堿渣中的氯化物釋放出來。
      [0020](4)本發(fā)明球芯和硬殼層添加天然沸石作為晶種,在粉煤灰堿膠結(jié)料中的作用機(jī)理,晶種能改善粉煤灰堿膠結(jié)料水化動(dòng)力學(xué)過程,提高該膠結(jié)料硬化體物理力學(xué)性能,縮短膠結(jié)料凝結(jié)時(shí)間。
      [0021](5)本發(fā)明硬殼層采用水泥材料,水泥材質(zhì)可以更進(jìn)一步使得堿渣中的氯化物不易溶出。

      【具體實(shí)施方式】
      [0022]下面結(jié)合實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
      實(shí)施例1:
      步驟1、制作球芯;
      先按照比例往干料400g堿渣、300g玻璃粉、10g天然沸石和300g粉煤灰的混合物中加入300g堿性激發(fā)劑,堿性激發(fā)劑中6g氫氧化鉀和294g水,進(jìn)行攪拌,然后通過機(jī)器或人工揉成直徑為7-12mm的多個(gè)圓球,放置24-48小時(shí)后形成球芯;
      步驟2、在球芯表面均勻形成中間發(fā)泡層;中間發(fā)泡層干料由600g玻璃粉、200g頁巖以及30g甲基纖維素醚均勻混合而成。
      [0023]然后將步驟I制得的球芯放入裝有中間發(fā)泡層干料的成球盤中,啟動(dòng)成球托盤,使得中間發(fā)泡層干料完全包裹住球芯表面得到中間產(chǎn)物,并且中間發(fā)泡層的厚度為2_3mm ;
      步驟3、 在中間發(fā)泡層外表面形成硬殼層;將配比好的殼層粉料500g水泥、200g玻璃粉、200g粉煤灰和10g天然沸石加入300g堿性激發(fā)劑混合攪拌,堿性激發(fā)劑中6g氫氧化鉀和294g水,形成硬殼層漿料;將步驟2所得的多個(gè)中間產(chǎn)物放入裝有硬殼層漿料的成球托盤中,啟動(dòng)成球托盤使之搖晃,搖晃60-120秒的時(shí)間,最終使得硬殼層漿料均勻的包裹在中間發(fā)泡層表面,自然晾干24-48小時(shí)之后,形成包裹結(jié)構(gòu)的陶粒;
      步驟4、將1kg水泥、5kg步驟3所得的陶粒、5kg粉煤灰、3kg份細(xì)砂、4kg礦洛粉以及4kg水進(jìn)行混合并攪拌均勻,得最終產(chǎn)物混凝土。
      [0024]實(shí)施例2:
      步驟1、制作球芯;
      先按照比例往干料400g堿渣、300g玻璃粉、10g天然沸石和300g粉煤灰的混合物中加入300g堿性激發(fā)劑,堿性激發(fā)劑中6g氫氧化鉀和294g水,進(jìn)行攪拌,然后通過機(jī)器或人工揉成直徑為7-12mm的多個(gè)圓球,放置24-48小時(shí)后形成球芯;
      步驟2、在球芯表面均勻形成中間發(fā)泡層;中間發(fā)泡層干料由600g玻璃粉、200g頁巖以及30g甲基纖維素醚均勻混合而成。
      [0025]然后將步驟I制得的球芯放入裝有中間發(fā)泡層干料的成球盤中,啟動(dòng)成球托盤,使得中間發(fā)泡層干料完全包裹住球芯表面得到中間產(chǎn)物,并且中間發(fā)泡層的厚度為2_3mm ;
      步驟3、在中間發(fā)泡層外表面形成硬殼層漿料;將配比好的殼層粉料500g水泥、200g玻璃粉、200g粉煤灰和10g天然沸石加入300g堿性激發(fā)劑混合攪拌,堿性激發(fā)劑中6g氫氧化鉀和294g水,形成硬殼層漿料;將步驟2所得的多個(gè)中間產(chǎn)物放入裝有硬殼層漿料的成球托盤中,啟動(dòng)成球托盤使之搖晃,搖晃60-120秒的時(shí)間,最終使得硬殼層漿料均勻的包裹在中間發(fā)泡層表面,自然晾干24-48小時(shí)之后,形成包裹結(jié)構(gòu)的陶粒;步驟4、將1kg水泥、6kg步驟3所得的陶粒、5kg粉煤灰、4kg份細(xì)砂、5kg礦洛粉以及
      4.5kg水進(jìn)行混合并攪拌均勻,得最終產(chǎn)物混凝土。
      [0026]實(shí)施例3:
      步驟1、制作球芯;
      先按照比例往干料400g堿渣、300g玻璃粉、10g天然沸石和300g粉煤灰的混合物中加入300g堿性激發(fā)劑,堿性激發(fā)劑中6g氫氧化鉀和294g水,進(jìn)行攪拌,然后通過機(jī)器或人工揉成直徑為7-12mm的多個(gè)圓球,放置24-48小時(shí)后形成球芯;
      步驟2、在球芯表面均勻形成中間發(fā)泡層;中間發(fā)泡層干料由600g玻璃粉、200g頁巖以及30g甲基纖維素醚均勻混合而成。
      [0027]然后將步驟I制得的球芯放入裝有中間發(fā)泡層干料的成球盤中,啟動(dòng)成球托盤,使得中間發(fā)泡層干料完全包裹住球芯表面得到中間產(chǎn)物,并且中間發(fā)泡層的厚度為2_3mm ;
      步驟3、在中間發(fā)泡層外表面形成硬殼層漿料;將配比好的殼層粉料500g水泥、200g玻璃粉、200g粉煤灰和10g天然沸石加入300g堿性激發(fā)劑混合攪拌,堿性激發(fā)劑中6g氫氧化鉀和294g水,形成硬殼層漿料;將步驟2所得的多個(gè)中間產(chǎn)物放入裝有硬殼層漿料的成球托盤中,啟動(dòng)成球托盤使之搖晃,搖晃60-120秒的時(shí)間,最終使得硬殼層漿料均勻的包裹在中間發(fā)泡層表面,自然晾干24-48小時(shí)之后,形成包裹結(jié)構(gòu)的陶粒;
      步驟4、將1kg水泥、5 kg步驟3所得的陶粒、4kg粉煤灰、4kg份細(xì)砂、4kg礦洛粉以及3kg水進(jìn)行混合并攪拌均勻,得最終產(chǎn)物混凝土。
      【權(quán)利要求】
      1.一種可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,由以下質(zhì)量配比的原料構(gòu)成:100份水泥、20-60份陶粒、40-60份粉煤灰、30-40份細(xì)砂、40-60礦渣粉以及25-45份水,其特征在于:所述陶粒呈三層復(fù)合結(jié)構(gòu),由內(nèi)至外分別為球芯、中間發(fā)泡層和硬殼層,芯層包括堿渣、玻璃粉、粉煤灰以及堿性激發(fā)劑組成;中間發(fā)泡層由玻璃粉、頁巖以及甲基纖維素醚組成,硬殼層由水泥、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑組成。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其特征在于:堿性激發(fā)劑由氫氧化鉀和水組成,兩者的質(zhì)量比為1:49。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其特征在于:球芯中的堿渣、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑的質(zhì)量比為:4:3:3:1:3。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其特征在于:中間發(fā)泡層中玻璃粉、頁巖以及甲基纖維素醚的質(zhì)量比為:60:20: 3。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其特征在于:硬殼層中水泥、玻璃粉、粉煤灰、天然沸石以及堿性激發(fā)劑的質(zhì)量比為:5:2:2:1:3。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其特征在于:球芯直徑為7-12mm,中間發(fā)泡層的厚度為2_3mm,硬殼層厚度為3_4mm。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述可抑制堿渣氯化物釋放的混凝土,其特征在于:球芯、中間發(fā)泡層和硬殼層的質(zhì)量比為 3:1:2。
      【文檔編號(hào)】C04B18/04GK104072050SQ201410335583
      【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
      【發(fā)明者】張 成 申請(qǐng)人:合肥良涂化工科技有限公司
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