[发明专利]一种大掺量粉煤灰混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种大掺量粉煤灰混凝土及其制备方法，该大掺量粉煤灰混凝土的原料包括：水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、河砂、水、改性增强剂、聚羧酸减水剂；所述改性增强剂是由膨润土、凹凸棒土、木质素磺酸盐、硫酸钠、氢氧化钙、马来酸三乙醇胺酯和水制成。其制备方法是先将水泥、矿粉、粉煤灰、改性增强剂、碎石、河砂加入搅拌机中，干拌30‑40min；然后向搅拌机内加入水和减水剂，搅拌10‑15min，即得到大掺量粉煤灰混凝土。本发明利用焙烧膨润土与凹凸棒土、有机无机激发剂和表面活性剂制成了一种大掺量粉煤灰混凝土用多功能改性增效剂，与早强型聚羧酸减水剂联用，可达到提高大掺量粉煤灰混凝土的强度、密实度以及耐久性的目的。

技术领域

本发明属于混凝土和土木建筑材料技术领域，具体涉及一种大掺量粉煤灰混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土作为一种基础建材在我国经济建设和社会进步中发挥重要作用，混凝土是由水泥、砂石及减水剂等组分组成，其中混凝土胶凝材料水泥的生产因高耗能、高碳排放和粉尘排放存在严重的环境污染问题。生产水泥时需要消耗大量的石灰石、煤炭等不可再生资源，成本相对较高。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。发展水泥含量少，且不降低混凝土性能、高耐久性的新型绿色混凝土是高性能混凝土今后发展的主要方向。

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，电厂产生的固体废弃物粉煤灰和高炉矿渣是两个主要的品种，目前，我国混凝土中掺入粉煤灰的量，一般都在取代水泥的15-25％左右，研究开发高掺量粉煤灰混凝土已成为一个重要课题，高掺量的活化粉煤灰高性能混凝土能充分的利用粉煤灰的潜在活性，减少水泥用量，降低水泥水化反应产生的水化热，减少水化热导致的温差裂缝；同时，降低混凝土的成本，更大的发挥高性能的优势；双掺矿渣粉和粉煤灰，可使二者性能发生互补，产生超叠加效应，改善混凝土的工作性和耐久性，同时节能减排，保护环境，符合我国绿色可持续发展的国家战略。

粉煤灰水化热低，来源广泛，价格低廉，作为混凝土组分具有火山灰效应、二次反应效应、填充效应等三大效应，将粉煤灰替代一定量的水泥或细骨料，不经改性的直接掺加到混凝土中，制成粉煤灰混凝土，可以增大新拌混凝土的流动性，改善泌水离析，使混凝土后期强度增加，耐久性能提高，而且又利用了废物资源、保护了环境、降低了生产成本。但粉煤灰活性较低，混凝土中掺加粉煤灰后，强度增长缓慢，早期强度偏低，当粉煤灰替代水泥胶凝材料时，超过60％掺量就必须通过添加一些化学激发剂的方式来对粉煤灰的活性进行激发，弥补早强强度的不足。矿粉为粒化高炉矿渣经干燥、粉磨达到规定细度，符合规定活性指数的粉体材料，但矿粉也存在活性激发的问题，所以目前人们大多根据不同用途，通过把水泥熟料和高炉矿碴分别细磨的工艺，分别生产不同性能和规格的矿碴微粉，并用其替代部分水泥熟料，做为辅助胶凝材料将其掺入混凝土中。

申请号为02145308的中国发明专利申请公开了一种利用粉煤灰生产离心混凝土制品工艺技术方法，其利用了作为工业废渣的粉煤灰在作为混凝土掺合料时所具有的三大效应，即火山灰效应、二次反应效应、填充效应，从而使制得的混凝土无论是工作性能上还是在其后期强度上均明显高于普通混凝土，而且又利用了废物资源、保护了环境、降低了生产成本，但该混凝土由于各种原因导致其掺合的粉煤灰的用量较少(掺量在30％以内)。尽管也有人发明了用大掺量粉煤灰生产复合水泥的方法，即采用将粉煤灰聚合料后按不同比例与水泥熟料混合进行研磨而成，但该复合水泥由于粉煤灰经过粉磨，破坏了其内大量破璃体而使其需水量发生了很大的变化，同时也影响了其性能及使用，而且将这种复合水泥应用到混凝土当中，其使用范围也是受到限制的。