[发明专利]一种大掺量磨细矿渣混凝土激发稳定剂

说明书

 

技术领域

本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种大掺量磨细矿渣混凝土激发稳定剂。

 

背景技术

大掺量磨细矿渣混凝土主要用于海港、大型跨海大桥等工程。上世纪七十年代末西方诸国发生能源危机，开始研究用磨细矿渣取代部分水泥。研究表明，混凝土中掺入50%以上的磨细矿渣，混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力、抗氯离子侵入及抗渗性均优于普通混凝土，但大掺量磨细矿渣混凝土的收缩较大，浇筑的混凝土易开裂，大掺量磨细矿渣混凝土的早期强度也相对较低。激发稳定剂除能激发磨细矿渣的活性，提高大掺量磨细矿渣混凝土的早期强度外，还能改善大掺量磨细矿渣混凝土的体积稳定性，提高大掺量磨细矿渣混凝土的抗裂性。

节能减排是中国乃至整个世界走可持续发展之路必须实施的重要战略方针。我国目前的能源消费中煤炭占69％左右，并且我国煤炭资源的含硫量普遍较高，在燃烧过程中产生大量SO₂ ，对大气环境造成严重威胁。脱硫石膏是火电厂采用湿法脱硫工艺的副产物，2000年我国脱硫石膏总产量达到200万t，2010脱硫石膏的年产量估计要达到1300万t。安装和运行脱硫装置虽然解决了大量SO₂直接排进大气所造成的空气污染，但却给我们带来同样棘手的问题，即如何合理处理大量堆存的脱硫石膏。

利用脱硫石膏生产大掺量磨细矿渣混凝土的激发稳定剂既能加快推动我国脱硫石膏资源化高效利用步伐，避免由于脱硫石膏的不合理堆放而对环境造成重大危害，又能提高大掺量磨细矿渣混凝土的早期强度、抗裂等性能，对贯彻可持续发展战略、节能利废和保护环境具有十分重要的意义。

 

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种大掺量磨细矿渣混凝土的激发稳定剂，制备的激发稳定剂能提高大掺量磨细矿渣混凝土的早期强度、抗裂等性能，能大量利用固体废弃物脱硫石膏，加快脱硫石膏资源化高效利用步伐。

技术方案：

一种大掺量磨细矿渣混凝土激发稳定剂，以脱硫石膏和MgO为主要成分，其质量比例为：脱硫石膏50%-70%、MgO 30%-50%。

上述激发稳定剂中还以不超过5%wt的无水硫酸钠、不超过5%wt的生石灰为改性成分。

所述脱硫石膏为燃煤电厂烟气脱硫副产品，CaSO₄·2H₂O质量不低于脱硫石膏总质量的85%。

所述MgO为菱镁矿轻烧得到的MgO，由菱镁矿在850℃-1150℃条件下轻烧后磨细制成，MgO的含量≥90%wt。

有益效果：

大掺量磨细矿渣混凝土主要用于海港、大型跨海大桥等工程，由于大掺量磨细矿渣混凝土的干缩相对较大，体积稳定性差，施工时混凝土容易产生裂缝等质量事故，此外，大掺量磨细矿渣混凝土的强度，特别是早期强度相对较低，影响材料的有效利用和施工进度。本发明提供的大掺量磨细矿渣混凝土激发稳定剂主要由脱硫石膏和MgO组成，能提高混凝土的体积稳定性和强度（特别是早期强度），对大掺量磨细矿渣混凝土的推广应用和脱硫石膏的资源化利用具有十分重要的促进作用，前景广阔。

 

具体实施方式

实施例１

一种大掺量磨细矿渣混凝土激发稳定剂的质量配比为：脱硫石膏63%、MgO 37%、无水硫酸钠0%、生石灰0%。所述脱硫石膏为燃煤电厂烟气脱硫副产品，CaSO₄·2H₂O质量占脱硫石膏总质量的86%；所述MgO为菱镁矿轻烧得到的MgO，由菱镁矿在850℃-1150℃条件下轻烧后磨细制成，MgO的含量为93%wt。

混凝土的水胶比为0.38，砂率35%，磨细矿渣掺量为混凝土胶凝材料总质量的60%。

本实施例制备的大掺量磨细矿渣混凝土激发稳定剂按混凝土胶凝材料总质量的8%（内掺）掺入后，与未掺激发稳定剂的混凝土相比，7天、28天抗压强度分别提高了43.7%和2.8%；3天、7天、14天、28天的干缩率分别降低了45.5%、16.1%、14.5%和13.0%。

 

实施例２