[发明专利]一种大掺量矿粉高性能混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高性能建筑材料制备领域，特别是涉及一种大掺量矿粉高性能混凝土及其制 备方法。

背景技术

水泥混凝土作为目前国内应用最普遍的建筑材料之一，在整个建筑界有着重要的存在价 值。随着水泥混凝土应用范围的日益广泛，它在自然环境中的性能退化问题逐渐暴露出来， 并引起人们的重视。普通水泥混凝土具有很高的抗压强度和较大的刚度，但存在胶凝硬化过 程中易收缩开裂、抗折强度低、韧性差、极限延伸度小等缺点，且这些缺点随着水泥混凝土 强度的提高而变得愈发明显。

近年来高性能混凝土的快速发展，带动了矿物掺合料的大量应用，特别是在商品混凝土 中，矿物掺合料已成为不可缺少的一种组分，目前应用最广泛的是以矿渣粉和粉煤灰取代水 泥制备混凝土。在混凝土中以适当比例掺入矿渣粉和粉煤灰，可使二者性能发生互补，产生 超叠加效应：矿渣粉在胶凝体系中可产生火山灰效应，改善混凝土中浆体和骨料的界面结构， 同时其晶核作用可提高混凝土浆体的碱度和OH^-含量，激发粉煤灰的活性，从而提高混凝土 抗压和抗折强度；矿渣粉与粉煤灰的掺加大量取代水泥，降低了水泥用量，使水泥水化反应 产生的热量大幅减少，因而减少了由水化热而产生的温差裂缝，提高了混凝土结构的整体性， 混凝土的耐久性得以提高；矿渣粉和粉煤灰颗粒较之水泥颗粒较细，可填充水泥颗粒间的空 隙，使空隙中的自由水得以释放，提高混凝土的流动性，混凝土的工作性能得以改善。

中国专利CN103922680A“大掺量矿物掺合料配置绿色高性能混凝土的方法”，提出以 S95级矿粉和II级粉煤灰为矿物掺合料配制混凝土，以节约资源消耗，保护环境，但是此种 方法中矿渣粉的最大掺量仅占胶凝材料总质量的25％，掺量较低，对节能减排的贡献十分有 限；中国专利CN103819157A“一种新型混凝土”，提出以矿渣粉和粉煤灰作为辅助胶凝材料， 并以大量激发剂进行活化，已达到提高混凝土强度、密实度和耐久性的目的，但是每立方米 该混凝土中激发剂用量高达13.5～15kg，大量激发剂的使用会增大水泥高峰放热量，导致混凝 土产生温差裂缝，且混凝土早期水化很快，但后期强度几乎无增长，不利于混凝土强度的发 挥。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低、易实施、与环境有利的具有提高水泥混凝 土强度、工作性和耐久性功能的大掺量矿粉高性能混凝土及其制备方法。

]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种大掺量矿粉高性能混凝土，其特征在于由水泥、矿渣粉、粉煤灰、碎石、河砂、水、 激发剂和减水剂制备而成，按重量份数计为：水泥140～170份、矿渣粉170～240份、粉煤灰 50～100份、碎石1010～1100份、河砂735～825份、水150～180份、激发剂11～15份、减水剂 3.4～5份；

所述混凝土中胶凝材料由普通硅酸盐水泥、矿渣粉和粉煤灰组成，矿渣粉占胶凝材料总 质量的50～60％，粉煤灰质量为胶凝材料总质量的15～30％。

按上述方案，所述矿渣粉为平均粒径2.36～4.75mm、比表面积不小于400㎡/kg的S95级 矿粉。

按上述方案，所述粉煤灰为45μm方孔筛筛余不大于12％，烧失量不大于5％的I级粉 煤灰。

按上述方案，所述碎石为5～25mm连续级配碎石。

按上述方案，所述河砂为级配的中砂。

按上述方案，所述激发剂为硫酸钠激发剂。

按上述方案，所述减水剂为20wt％聚羧酸减水剂溶液；其中复配入3～5wt％木质素磺酸 钠溶液，木质素磺酸钠浓度为45wt％。

上述大掺量矿粉高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将水泥、矿渣粉、粉煤灰、碎石、河砂加入搅拌机中，干拌30～40min直至均匀；向搅拌 机内加入水、激发剂和减水剂，搅拌10～15min，得到大掺量矿粉高性能混凝土。