[发明专利]一种高性能混凝土掺合料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及混凝土掺合料，尤其涉及一种高性能混凝土掺合料及其制备方法。

[背景技术]

近年来，随着建筑结构的大型化以及混凝土强度等级不断提高，高性能混凝土的需求量越来越大。高性能混凝土的特点是工作性能好、耐久性佳。配制高性能混凝土的关键技术是高强掺合料和高性能减水剂，目前使用最为广泛的高强掺合料是硅灰，但硅灰需水量大，容易引起混凝土开裂，从而降低混凝土耐久性。

国内公开日2001年11月21日，公开号为CN1322690的中国发明专利申请介绍了一种高性能混凝土掺合料制备方法：以石灰石为主料粉磨至一定比表面积粉末状物料，掺少量石膏、矿渣以改善性能作用。其工艺为：石灰石、石膏经破碎后与矿渣分别计量，经粉磨，控制一定细度与比表面积即成产品。该掺合料可用以配制混凝土，在配制同标号混凝土时，可取代30％以内的水泥，超量取代系数1.1～1.4。该发明抗压强度比较低，并不能等量替代水泥，且干缩较大。

公开日2002年11月27日，公开号为CN1381421的中国发明专利申请介绍了无龟裂高性能混凝土掺合料及其使用方法，其组成成份是，无机硅料40-55％，石灰石14-50％，无水石膏4-12％，生石灰6-19％。经初研混合后再研磨，制成过400目筛后，筛余量≤7％的粉粒。将水泥重的8-25％掺合料掺入水泥骨料中，加水搅拌混凝土构筑物呈水泥原色泽，光洁致密无龟裂，耐久性稳定，抗压强度提高10％，或省水泥10-20％。该方法制得的产品掺量低、增强效果稍逊，且不能明显减少混凝土收缩。

公开日2004年12月29日，公开号为CN1557763的中国发明专利申请介绍了一种利用复合钢渣微粉制备高性能混凝土掺合料的制备方法：将钢渣微粉与矿渣微粉按照4∶6至2∶8的比例相互掺合，作为高性能混凝土的掺合料并等量替代20～90％的水泥；所述钢渣微粉与矿渣微粉的比表面积为450～600m2/kg。利用钢渣粉和矿渣粉的耦合性，发挥其各自的优势，起到优势叠加的效应，使混凝土的综合性能得到提高。经复掺后的高性能混凝土，其强度和耐久性大幅度提高，材料的密实性和抗渗透能力明显增强。该方法获得的产品不能减小混凝土收缩，不具备抗裂性能。

公开日2009年7月15日，公开号为CN101481229的中国发明专利申请公开了高性能混凝土掺合料及使用方法：将高炉水淬矿渣85～94份与天然石膏6～15份混合磨细即可。在混凝土中使用这一掺合料的掺量为30％～50％，可以等量替代水泥，减少水泥用量，降低混凝土生产成本。当混凝土的其它组成材料的用量与品质都相同时，采用本掺合料配制的混凝土与不掺掺合料的同强度等级的混凝土相比，具有早期抗压强度高、干燥收缩值小、密实、水化热低、抗渗及抗碳化性能好等优点。该产品容易导致混凝土泌水，导致混凝土工作性能变劣。

公开日20010年3月3日，公开号为CN101658854的中国发明专利申请介绍了一种利用废渣制备高性能混凝土掺合料的方法：首先将废渣通过螺旋分级机分选出含有金属铁的尾矿粉，再将水洗的悬浊液输入沉淀池经压滤机将含水量较高的沉淀尾泥压制成含水较低的泥饼，经烘干粉碎后，使尾泥含水量降至3％以下，再进入球磨机磨细至500m²/kg，制成用于混凝土的高性能掺合料。工艺简单，成本低廉，提高混凝土强度，降低混凝土及工程造价作用显著，并减少环境污染。该产品等量替代水泥不能提高混凝土强度，混凝土耐久性没有得到改善

生活垃圾焚烧后形成的飞灰主要成分为CaO 35.8％，SiO₂ 20.5％，Al₂O₃5.8％，K₂O 4.0％，Na₂O₃.7％，Fe₂O₃3.2％，MgO 2.1％，并且含有少量重金属和微量二噁英。飞灰中玻璃体含量59％，具有很好的活性，98％～99％焚烧飞灰的颗粒粒径在4～100μm之间，颗粒分布比较均匀。粒径＜61.69μm的颗粒百分含量高达90％，其平均粒径为18.96μm，比表面积360m²/kg。

要综合利用生活垃圾焚烧后形成的飞灰，关键技术是防止有害重金属的浸出，避免其对环境形成二次污染。目前生活垃圾焚烧飞灰并未得到有效利用，绝大部分通过水热处理(防止二噁英析出)和稳定处理(防止重金属浸出)后填埋，浪费了资源并且占用大量填埋用地。少量飞灰用于制砖，但如何防止重金属浸出仍然存在问题。

[发明内容]