本發(fā)明涉及一種工業(yè)副產(chǎn)品磷石膏的利用，特別是涉及一種改性磷石膏基膠凝材料配制中高強(qiáng)度混凝土及制作方法。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有技術(shù)中，磷石膏是磷化工企業(yè)濕法生產(chǎn)磷酸的工業(yè)副產(chǎn)品，每1噸磷酸將產(chǎn)生5噸磷石膏，目前我國磷石膏的資源化利用率不足10％，剩余部分作為固體廢棄物采用堆積或者填埋等方式處理，磷石膏堆積不但占用了大量土地，而且對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，加快對(duì)磷石膏的資源化利用已經(jīng)刻不容緩，磷石膏與粉煤灰、石灰、硅酸鹽水泥復(fù)合，用于生產(chǎn)各種建筑材料，而把磷石膏直接作為一種膠凝材料，用于生產(chǎn)建筑中，是一個(gè)很好的發(fā)展途徑。最近幾年，武漢理工大學(xué)林宗壽教授開發(fā)了一種新的改性磷石膏膠凝材料，主要組分是磷石膏、礦渣和少量的鋼渣、熟料，這種改性膠凝材料是利用各種材料復(fù)合，利用堿激發(fā)和水化產(chǎn)物的二次反應(yīng)等原理制備的具有較高強(qiáng)度的水硬性膠凝材料；改性磷石膏基膠凝材料具有強(qiáng)度高、抗?jié)B能力強(qiáng)、抗硫酸鹽侵蝕等優(yōu)良特性，目前主要應(yīng)用于壓制免燒磚等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種改性磷石膏基膠凝材料配制中高強(qiáng)度混凝土及制作方法，通過本技術(shù)方案，將磷石膏變廢為寶，配制中高強(qiáng)度混凝土，不但將大量的磷石膏消化利用，并且大大提高了混凝土的強(qiáng)度，同時(shí)研制出流動(dòng)性、大流動(dòng)性和干硬性混凝土的多種產(chǎn)品，從而進(jìn)一步拓寬了磷石膏的應(yīng)用范圍，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化奠定基礎(chǔ)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種改性磷石膏基膠凝材料配制中高強(qiáng)度混凝土，由改性磷石膏基膠凝材料、砂、碎石、聚羧酸減水劑母液和水為基本材料制成，其中制成一立方米混凝土所用改性磷石膏基膠凝材料用量為350Kg-450Kg，砂為700Kg-720Kg，水與改性磷石膏基膠凝材料的水膠重量比為0.35-0.50，砂率為35-40％，所用減水劑為聚羧酸高效減水劑母液，摻加用量為改性磷石膏基膠凝材料的0.1-0.8％。所述改性磷石膏基膠凝材料由以下基本材料重量百分比構(gòu)成，磷石膏32-60％，礦渣32-60％，鋼渣2-4％,熟料2-4％。所述碎石的粒徑為5-25mm連續(xù)粒級(jí)，壓碎值小于10％。所述砂的細(xì)度模數(shù)為2.0-3.5，含泥量小于等于1.0％。一種改性磷石膏基膠凝材料制備的中高強(qiáng)度混凝土制備方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)將權(quán)利要求2中所述的基本材料加入其基本材料總重量0.6-0.8倍的水，制成改性磷石膏漿體，經(jīng)過濕磨、陳化，使磷石膏中的有害物質(zhì)提前進(jìn)行反應(yīng)沉淀，消除可溶性氟、磷的危害，制成改性磷石膏基膠凝材料待用；(2)按照權(quán)利要求1中所述的砂和碎石比例，將砂和碎石放入攪拌機(jī)中，攪拌10-40s；.(3)向攪拌機(jī)中加入步驟(1)制成的改性磷石膏基膠凝材料，繼續(xù)攪拌10-30s；(4)將水和權(quán)利要求1中所述的減水劑混合均勻，加入到攪拌機(jī)中，繼續(xù)凈攪拌90-180s后出料。采用上述技術(shù)方案后的有益效果是：一種改性磷石膏基膠凝材料配制中高強(qiáng)度混凝土及其制備方法，通過本技術(shù)方案，1拓寬了磷石膏的應(yīng)用范圍，同時(shí)可以配制大流動(dòng)性、流動(dòng)性和干硬性三種混凝土，不但具有良好的保水性和粘聚性，并且經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，都能達(dá)到所需的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，2通過配合比的合理設(shè)計(jì)，掌握了改性磷石膏膠凝材料配置混凝土?xí)r達(dá)到最優(yōu)性能的組分摻量，為以后改性磷石膏膠凝材料的合理利用提供了重要依據(jù)，3對(duì)改性磷石膏膠凝材料中礦粉的比表面積進(jìn)行了研究，找到了提高磷石膏基混凝土力學(xué)性能、耐久性等的有效方法，4改性膠凝材料可取代水泥來配制混凝土，大大降低了碳排放和燃料能源的消耗，在低碳新材料的開發(fā)利用及節(jié)能環(huán)保方面都有非常積極的作用。具體的實(shí)施方式本發(fā)明涉及的改性磷石膏基膠凝材料配制中高強(qiáng)度混凝土，由改性磷石膏基膠凝材料、砂、碎石、聚羧酸減水劑母液和水為基本材料制成，其中制成一立方米混凝土所用改性磷石膏基膠凝材料用量為350Kg-450Kg，砂為700Kg-720Kg，水與改性磷石膏基膠凝材料的水膠重量比為0.35-0.50，砂率為35-40％，所用減水劑為聚羧酸高效減水劑母液，摻加用量為改性磷石膏基膠凝材料的0.1-0.8％。所述改性磷石膏基膠凝材料由以下基本材料重量百分比構(gòu)成，磷石膏32-60％，礦渣32-60％，鋼渣2-4％,熟料2-4％。所述碎石的粒徑為5-25mm連續(xù)粒級(jí)，壓碎值小于10％。所述砂的細(xì)度模數(shù)為2.0-3.5，含泥量小于等于1.0％。本發(fā)明涉及的改性磷石膏基膠凝材料制備的中高強(qiáng)度混凝土制備方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)將權(quán)利要求2中所述的基本材料加入其基本材料總重量0.6-0.8倍的水，制成改性磷石膏漿體，經(jīng)過濕磨、陳化，使磷石膏中的有害物質(zhì)提前進(jìn)行反應(yīng)沉淀，消除可溶性氟、磷 的危害，制成改性磷石膏基膠凝材料待用；(2)按照權(quán)利要求1中所述的砂和碎石比例，將砂和碎石放入攪拌機(jī)中，攪拌10-40s；.(3)向攪拌機(jī)中加入步驟(1)制成的改性磷石膏基膠凝材料，繼續(xù)攪拌10-30s；(4)將水和權(quán)利要求1中所述的減水劑混合均勻，加入到攪拌機(jī)中，繼續(xù)凈攪拌90-180s后出料。為了更好的說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明中的具體實(shí)施例的保護(hù)范圍并不只局限在所述實(shí)施例中。實(shí)施例1C30大流動(dòng)性混凝土，由膠凝材料、砂、碎石、水、減水劑組成，其中，混凝土的容重設(shè)為2350Kg/m3，膠凝材料為改性磷石膏膠凝材料，強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)于32.5的硅酸鹽水泥，用量為407Kg/m3，其中磷石膏的摻量為45％，礦渣的摻量為49％，，鋼渣摻量為2％，熟料摻量為4％，水與改性磷石膏基膠凝材料的水膠重量比為0.35-0.43，砂率為40％，砂的細(xì)度模數(shù)為2.6，碎石為5-25mm連續(xù)級(jí)配，減水劑摻量為0.5％,設(shè)計(jì)坍落度為180mm，比表面積為475m2/Kg，在按照表1進(jìn)行配料，按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行坍落度和擴(kuò)展度的測(cè)定，同時(shí)在20℃、98％標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)并根據(jù)GBT50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行3天、7天、28天抗壓強(qiáng)度的測(cè)試，具體測(cè)試結(jié)果見表2。表1C30大流動(dòng)性混凝土的配合比數(shù)據(jù)表2C30大流動(dòng)性混凝土坍落度、擴(kuò)展度與抗壓強(qiáng)度編號(hào)坍落度/mm擴(kuò)展度/mm3天強(qiáng)度/MPa7天強(qiáng)度/MPa28天強(qiáng)度/MPa11853009.020.324.82215400-26.839.1316028013.928.433.9417534013.425.132.152053609.120.828.2通過以上試驗(yàn)對(duì)比，水灰比為0.37的C30混凝土，混凝土的7d和28d強(qiáng)度分別達(dá)到26.8MPa和39.1MPa,滿足C30混凝土的力學(xué)性能，同時(shí)，坍落度為215mm，擴(kuò)展度為400mm,流動(dòng)性最佳。通過試驗(yàn)證明，水灰比為0.37的改性磷石膏基膠凝材料制備的混凝土的配合比設(shè)計(jì)可較好的滿足C30大流動(dòng)性混凝土的要求。實(shí)例例2C40流動(dòng)性混凝土，由膠凝材料、砂、碎石、水、減水劑組成，其中，混凝土的容重設(shè)為2350Kg/m3，膠凝材料為改性磷石膏膠凝材料，強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)于32.5的硅酸鹽水泥，用量為380Kg/m3，其中膠凝材料中礦渣的摻量為55％，比表面積分別為475m2/Kg，554m2/Kg，612m2/Kg，磷石膏的摻量為39％，鋼渣摻量為2％，熟料摻量為4％，水與改性磷石膏基膠凝材料的水膠重量比為0.43，砂率為40％，砂的細(xì)度模數(shù)為2.6，碎石為5-25mm連續(xù)級(jí)配，減水劑摻量為0.4％,設(shè)計(jì)坍落度為150mm。按照表3進(jìn)行配料，按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行坍落度和擴(kuò)展度的測(cè)定，同時(shí)在20℃、98％標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)并根據(jù)GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行3天、7天、28天抗壓強(qiáng)度的測(cè)定，具體測(cè)試結(jié)果見表4。表3不同礦渣比表面積的C40流動(dòng)性混凝土配合比數(shù)據(jù)表4C40流動(dòng)性混凝土坍落度、擴(kuò)展度與抗壓強(qiáng)度編號(hào)坍落度/mm擴(kuò)展度/mm3天強(qiáng)度/MPa7天強(qiáng)度/MPa28天強(qiáng)度/MPaA18030016.329.138.5B15028021.231.444.7C13025023.037.747.3通過以上試驗(yàn)對(duì)比，礦渣比表面積為612Kg/m3的混凝土，相對(duì)于礦渣比表面積為475m2/Kg的混凝土,混凝土的3d、7d和28d強(qiáng)度分別提高41.1％、29.6％和22.％，力學(xué)性能最佳，滿足C40混凝土的力學(xué)性能；同時(shí)坍落度和擴(kuò)展度滿足流動(dòng)性混凝土的要求。通過試驗(yàn)證明，礦渣比表面積為612m2/Kg的混凝土的配合比設(shè)計(jì)可較好的滿足C40流動(dòng)性混凝土的要求。實(shí)施例3C40干硬性混凝土，由膠凝材料、砂、碎石、水、減水劑組成。其中，混凝土的容重設(shè)為2350Kg/m3，膠凝材料為改性磷石膏膠凝材料，強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)于32.5的硅酸鹽水泥，用量為350Kg/m3，其中膠凝材料中礦渣的摻量為55％，比表面積分別為475m2/Kg，磷石膏的摻量分別為42％、39％，水與改性磷石膏基膠凝材料的水膠重量比為0.38，砂率為35％，沙的細(xì)度模數(shù)為2.6，碎石為5-25mm連續(xù)級(jí)配，減水劑摻量為0.4％,設(shè)計(jì)維勃稠度為15-40s。按照表5進(jìn)行配料，按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行維勃稠度的測(cè)定，同時(shí)在20℃、98％標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)并根據(jù)GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行3天、7天、28天抗壓強(qiáng)度的測(cè)定，具體測(cè)試結(jié)果見表6。表5C40干硬性混凝土配合比數(shù)據(jù)表6坍落度、擴(kuò)展度與抗壓強(qiáng)度編號(hào)維勃稠度/s3天強(qiáng)度/MPa7天強(qiáng)度/MPa28天強(qiáng)度/MPaa11930.042.850.0a23622.535.342.7本發(fā)明的技術(shù)方案，通過以上試驗(yàn)對(duì)比，磷石膏的摻量分別為42％的a1組的混凝土，3d、7d、38d強(qiáng)度分別比磷石膏摻量為39％的a1組的混凝土的強(qiáng)度提高33.3％、21.2％和17％，強(qiáng)度滿足C40混凝土的要求，同時(shí)，微博稠度為19s，滿足設(shè)計(jì)要求，通過試驗(yàn)證明，磷石膏的摻量分別為42％的混凝土的配合比設(shè)計(jì)可較好的滿足C40干硬性混凝土的要求。本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，通過本技術(shù)方案制成的高強(qiáng)度混凝土具有較好的抗硫酸鹽侵 蝕的能力，同時(shí)在抗?jié)B能力上也有上佳的技術(shù)效果。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3