密实骨架高掺掺合料混凝土的制作方法 【技术领域】 [0001] 本发明涉及混凝土【技术领域】，是一种密实骨架高掺掺合料混凝土。 [0002] 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，2010年水泥产量突破21. 5亿吨，占全球总产量的57%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 国水泥产量约16. 5亿吨，二氧化碳排放量约8. 4亿吨，2010年同比增长31%，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。 [0003] 煤化工、金属冶炼企业、电厂工艺过程尾矿或尾渣是在一定技术经济条件下排出 的废弃物。据统计，2000年以前我国各类工业企业及矿山产出的尾矿总量为50. 26亿吨，其 中煤化工尾渣为8. 6亿吨；电厂尾渣为12. 3亿吨；金属冶炼企业尾渣为9. 8亿吨；尾渣占全 国固体废料的1/3左右，但尾渣综合利用率仅为8. 2%左右，尾渣排入河道、沟谷、低地，污 染水土大气，占用大量的土地资源，甚至需要建设专门的尾渣库来堆存，占用了大量农田、 林地，对环境也有一定污染。破坏环境，乃至造成灾害。

[0004] 本发明提供了一种密实骨架高掺掺合料混凝土，克服了上述现有技术之不足，其 能有效解决尾渣不能合理利用而造成环境污染乃至灾害的问题。
[0005] 本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种密实骨架高掺掺合料混凝 土，原料按重量份数包括水泥180份至350份、粉煤灰50份至200份、矿粉50份至100份、 水淬渣超细粉50份至100份、外加剂5份至18份、特细砂150份至400份、中砂500份至 800份、鹅卵石800份至1000份、纤维素 0. 05份至0. 12份、水150份至180份。
[0006] 下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进： 上述密实骨架高掺掺合料混凝土按下述方法得到，将所需量的鹅卵石、中砂、特细砂、 水淬渣超细粉、矿粉、粉煤灰、水泥和纤维素拌合均匀后得到混合料，然后在混合料中加入 所需量的外加剂和水并搅拌均匀得到密实骨架高掺掺合料混凝土。
[0007] 上述粉煤灰为II级粉煤灰、粉煤灰的密度为2915 kg/m3、粉煤灰的需水量比为 104% ;或/和，矿粉为煤化工蒸包炉渣超细粉，矿粉的密度为2905kg/m3至2950kg/m3、矿粉 的比表面积为419m2/kg至450m2/kg ;或/和，水淬渣超细粉的密度为3126kg/m3至3300kg/ m3，水淬渣超细粉的比表面积为450m2/kg至473m2/kg ;或/和，外加剂为聚羧酸高效减水剂， 外加剂中固体物的质量百分含量为20. 5%至22. 8% ;或/和，水为磁化水。
[0008] 上述特细砂的表观密度为2650kg/m3至2680kg/m3，特细砂中Si02的质量百分含量 为70%至80%，特细砂的细度模数为0. 7至0. 9 ;或/和，中砂的表观密度为2610 kg/m3至 2650kg/m3,中砂中Si02的质量百分含量为70%至80%，中砂的细度模数为2. 3至2. 5 ;或/ 和，鹅卵石的表观密度为2650kg/m3至2750kg/m3 ;或/和，纤维素为羧甲基纤维素、甲基纤 维素和羟丙基甲基纤维素按质量比为25至45 : 35至55 : 10至30组成的混合物。
[0009] 上述纤维素为羧甲基纤维素、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素按质量比为 30 ： 40 ： 25组成的混合物。
[0010] 本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种密实骨架高掺掺合料混凝 土的制备方法，按下述步骤进行：将所需量的鹅卵石、中砂、特细砂、水淬渣超细粉、矿粉、粉 煤灰、水泥和纤维素拌合均匀后得到混合料，然后在混合料中加入所需量的外加剂和水并 搅拌均匀得到密实骨架高掺掺合料混凝土。
[0011] 下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进： 上述粉煤灰为II级粉煤灰、粉煤灰的密度为2915kg/m3、粉煤灰的需水量比为104% ;或 /和，矿粉为煤化工蒸包炉渣超细粉，矿粉的密度为2905kg/m3至2950kg/m3、矿粉的比表面 积为419m2/kg至450m2/kg ;或/和，水淬渣超细粉的密度为3126kg/m3至3300kg/m3，水淬 渣超细粉的比表面积为450m2/kg至473m2/kg ;或/和，外加剂为聚羧酸高效减水剂，外加剂 中固体物的质量百分含量为20. 5%至22. 8% ;或/和，水为磁化水。
[0012] 上述特细砂的表观密度为2650kg/m3至2680kg/m3，特细砂中Si02的质量百分含 量为70%至80%，特细砂的细度模数为0. 7至0. 9 ;或/和，中砂的表观密度为2610kg/m3至 2650kg/m3,中砂中Si02的质量百分含量为70%至80%，中砂的细度模数为2. 3至2. 5 ;或/ 和，鹅卵石的表观密度为2650kg/m3至2750kg/m3 ;或/和，纤维素为羧甲基纤维素、甲基纤 维素和羟丙基甲基纤维素按质量比为25至45 : 35至55 : 10至30组成的混合物。
[0013] 上述纤维素为羧甲基纤维素、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素按质量比为 30 ： 40 ： 25组成的混合物。
[0014] 本发明密实骨架高掺掺合料混凝土中的水泥用量和水量较传统标准配合比得到 的混凝土中的水泥用量和水量有很大幅度的降低，较现有传统标准配合比得到的混凝土和 现有密实骨架堆积配合比得到的混凝土相比，本发明密实骨架高掺掺合料混凝土中粉煤灰 和矿粉的用量明显增多，增加了特细砂的用量，同时大大降低了水泥用量，在不降低抗压强 度的情况下大大节约了成产成本。


[0015] 本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
[0016] 实施例1，该密实骨架高掺掺合料混凝土原料按重量份数包括水泥180份至350 份、粉煤灰50份至200份、矿粉50份至100份、水淬渣超细粉50份至100份、外加剂5份至 18份、特细砂150份至400份、中砂500份至800份、鹅卵石800份至1000份、纤维素 0. 05 份至0. 12份、水150份至180份。
[0017] 实施例2，该密实骨架高掺掺合料混凝土原料按重量份数包括水泥180份或350 份、粉煤灰50份或200份、矿粉50份或100份、水淬渣超细粉50份或100份、外加剂5份或 18份、特细砂150份或400份、中砂500份或800份、鹅卵石800份或1000份、纤维素 0. 05 份或0. 12份、磁化水150份或180份。水泥可为青松建化P. 042. 5水泥；水淬渣超细粉可 为钢厂水淬渣超细粉；煤化工蒸包炉渣超细粉可为新疆奎屯煤化工蒸包炉渣超细粉。
[0018] 实施例3，该密实骨架高掺掺合料混凝土按下述制备方法得到，将所需量的鹅卵 石、中砂、特细砂、水淬渣超细粉、矿粉、粉煤灰、水泥和纤维素拌合均匀后得到混合料，然后 在混合料中加入所需量的外加剂和水并搅拌均匀得到密实骨架高掺掺合料混凝土。纤维素 在拌合过程中，在分子内和分子间可形成大量氢键，对骨料起到分散作用，均匀分布，其分 散作用机理为吸附在粒子表面形成紧密吸附层来防止粒子间的絮凝与聚并，从而达到分散 稳定作用；此外，它还可以使表面张力或界面张力减小使液体珠滴变小，也达到分散作用目 的。
[0019] 实施例4，作为上述实施例的优化，实施例4中粉煤灰为II级粉煤灰、粉煤灰的密 度为2915kg/m3、粉煤灰的需水量比为104% ;或/和，矿粉为煤化工蒸包炉渣超细粉，矿粉的 密度为2905kg/m3至2950kg/m3、矿粉的比表面积为419m2/kg至450m 2/kg ;或/和，水淬渣超 细粉的密度为3126kg/m3至3300kg/m3，水淬渣超细粉的比表面积为450m 2/kg至473m2/kg ； 或/和，外加剂为聚羧酸高效减水剂，外加剂中固体物的质量百分含量为20. 5%至22. 8% ； 或/和，水为磁化水。磁化水可为利用现有技术钠离子交换软化脱碱法制得并经过专利文 献"CN200420041615酒水加热磁化器"处理制得，磁化水既能够降低水的硬度、又能够降低 水的碱度、提高水的活性和渗透性，改善水胶反应效果。特细砂是经过新疆沙漠戈壁荒滩特 有的一种资源，可采用申请号为201320609412. 6的专利：一种混凝土干燥骨料连续多级风 选分级系统"专利技术风选分级回收而得的一种特细砂。
[0020] 实施例5，作为上述实施例的优化，实施例5中特细砂的表观密度为2650kg/m3至 2680kg/m3，特细砂中Si02的质量百分含量为70%至80%，特细砂的细度模数为0. 7至0. 9 ; 或/和，中砂的表观密度为2610kg/m3至2650kg/m3，中砂中Si02的质量百分含量为70%至 80%，中砂的细度模数为2. 3至2. 5 ;或/和，鹅卵石的表观密度为2650kg/m3至2750kg/m3 ； 或/和，纤维素为羧甲基纤维素、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素按质量比为25至45 ： 35 至55 ： 10至30组成的混合物。
[0021] 一.性能参数对比试验 根据现有传统标准配合比得到的混凝土、现有密实骨架堆积配合比得到的混凝土和本 发明上述实施例得到的密实骨架高掺掺合料混凝土的平均性能参数如表1所示；表1中， ZBZCXF为煤化工蒸包炉渣超细粉，SCZCXF为炼钢厂水淬渣超细粉，2FMHCXF为II级粉煤灰 超细粉；P11、P12、P13和P14为传统标准配合比得到的混凝土，X11、X12、X13和X14为现有 密实骨架堆积配合比得到的混凝土，Yll、Y12、Y13和Y14为本发明密实骨架高掺掺合料混 凝土。
[0022] 从表1可以看出本发明上述实施例得到的密实骨架高掺掺合料混凝土中的水泥 用量和水量较传统标准配合比得到的混凝土中的水泥用量和水量有很大幅度的降低，且本 发明上述实施例得到的密实骨架高掺掺合料混凝土较传统标准配合比得到的混凝土的和 易性、可泵送性能、塌落度以及扩展度有较大改善；本发明上述实施例得到的密实骨架高掺 掺合料混凝土较现有传统标准配合比得到的混凝土和现有密实骨架堆积配合比得到的混 凝土相比，本发明上述实施例得到的密实骨架高掺掺合料混凝土中粉煤灰和矿粉的用量明 显增多，增加了特细砂的用量，同时大大降低了水泥用量，28天后的平均抗压强度与现有传 统标准配合比得到的混凝土和现有密实骨架堆积配合比得到的混凝土的平均抗压强度相 当，说明本发明密实骨架高掺掺合料混凝土在不降低抗压强度的情况下大大节约了生产成 本。
[0023] 本发明利用粉煤灰、煤化工蒸包炉渣超细粉、水淬渣超细粉三掺效应，将本发明密 实骨架高掺掺合料混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服，使混凝土流 动性增大，同时又具有足够的塑性粘度，令骨料悬浮于水泥浆中；同时能调节本发明密实 骨架高掺掺合料混凝土的流变性能，提高塑性粘度，提高拌合物中的浆固比，改善混凝土和 易性，使混凝土匀质性得到改善，并减少粗细骨料颗粒之间的摩擦力，提高混凝土的通阻能 力；本发明密实骨架高掺掺合料混凝土中用特细砂取代部分现有技术所用的粉煤灰和矿粉 等部分掺合料和水泥，采用较小粒径的鹅卵石与现有技术中常用的粒径为5 _至25_的 鹅卵石进行复合，改善粗集料的级配，使得鹅卵石骨料的空隙率最小，可达到最大堆积密实 度；纤维素的加入使本发明密实骨架高掺掺合料混凝土具有明显的增稠、保水、均水作用， 混凝土拌合物不泌水、不离析，提高了混凝土的匀质性、和易性。
[0024] 二·经济效益对比 本发明密实骨架高掺掺合料高性能混凝土的平均水胶比为0. 22至0. 35、平均砂率为 45%至55%，具有低胶材自密实特性，与现有技术相比可降低水泥用量至少60kg/m3，即降 低胶凝材料用量至少60kg/m3,综合利用固体废弃物至少500kg/m3,降低成本至少30元/m 3, 而每减少一吨水泥约减少1吨C02排放量，2011年全国生产混凝土 63275. 49万方，新疆省 仅北疆区域生产混凝土 3235. 45万方，那么应用本发明2011年全国可减少C02排放量3163 万吨，新疆北疆区域可减少C02排放量161万吨；由此看出，本发明降低了胶凝材料、水泥的 用量，使得混凝土在减少胶材的情况下，也能用于如水下、辐射及剧毒等各种强度等级的形 状复杂、配筋密集、不易振捣的现代建筑结构。并且在提高工作性，降低砼收缩的情况下仍 能达到高强度混凝土的基本要求。水泥用量的降低，减少了二氧化碳排放量，有利于节能、 减排、降耗和环境的可持续发展；水泥用量的减少和综合利用固体废弃物，降低了本发明的 生产成本。
[0025] 以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据 实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。