[发明专利]一种砂岩骨料体系混凝土及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种砂岩骨料体系混凝土及其制备方法与应用，该混凝土包括以下制备原料：水泥、粉煤灰、矿粉、第一粒径砂岩碎石、第二粒径砂岩碎石、第三粒径砂岩碎石、砂岩机制砂和砂岩石屑粉；所述第一粒径砂岩碎石的粒径为5mm～9.5mm；所述第二粒径砂岩碎石的粒径为10mm～19.5mm；所述第三粒径砂岩碎石的粒径为20mm～31.5mm。本发明通过制备砂岩骨料体系高强高性能混凝土，实现了对砂岩骨料碎石、机制砂和石屑粉的综合利用，在保障混凝土工作性能的条件下，进一步提高了其后期强度与耐久性能，拓展了砂岩骨料在高强高性能混凝土领域的应用。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种砂岩骨料体系混凝土及其制备方法与应用。

背景技术

我国岩石种类丰富，资源分布广泛，由于碎石及机制砂生产大多为因地制宜，导致了一些地区必须采用石灰岩以外的其它岩性砂石骨料用于生产预拌混凝土。随着广东省对矿山、河砂开采进行大规模限制，碎石与河砂产量已难以满足建设工程的使用需求，就近取材、便宜取材以及机制砂代替河砂已成为预拌混凝土行业发展的必由之路。将采石场废石屑加工处理制成机制砂，进一步用来取代河砂用于配制混凝土和砂浆，这样既可以解决建筑用砂短缺和废石屑环境污染问题，又提高了资源利用率，社会综合效益显著，具有极大的推广意义。

而随着机制砂和碎石的种类愈加丰富，混凝土搅拌站使用的砂石骨料种类更加难以控制，原材料往往以价格低廉为先，导致砂石种类经常性更换，混凝土质量波动较大，外加剂成本居高不下，给技术人员带来很大挑战，同时也为工程质量带来极大隐患。且砂石种类繁多情况下，一旦混凝土质量出现波动，难以快速判断问题所在，增加了过程控制的难度。

砂岩碎石较石灰岩碎石、花岗岩碎石弹性模量低、孔隙率高，吸水率较大，用于制备预拌混凝土对工作性能影响大，且不宜用于高强度混凝土。因此导致砂岩一直未能被广泛应用于预拌混凝土行业，对部分砂岩地区工程行业造成了极大的不便，经济成本加重，而如何在混凝土生产过程中充分利用好砂岩是搅拌站急需解决的问题。

已有结果表明，天然岩石抗压强度的排序为花岗岩玄武岩灰岩大理岩砂岩；岩石弹性模量的排序为灰岩＞玄武岩＞大理岩≈花岗岩＞砂岩，灰岩和玄武岩的弹性模量较高，砂岩和花岗岩的弹性模量较低。

表观密度、饱干密度的排序为玄武岩＞大理岩＞灰岩＞砂岩＞花岗岩。花岗岩密度最小，玄武岩密度最大；粗骨料的吸水率的排序为砂岩花岗岩灰岩大理岩玄武岩。表观密度越大、吸水率越低，对混凝土工作性能和抗压强度影响越小。

相关技术中采用砂岩机制砂制备了C20～C35的不同强度等级混凝土，砂岩机制砂混凝土中砂粒与水泥浆结合得非常紧密，同时混凝土中孔隙率下降，孔径细化，平均孔径减小，混凝土微观结构更加致密，使得机制砂混凝土有更高的强度与抗氯离子渗性能。针对砂岩石粉在混凝土中应用的部分研究结果显示，各类岩性的石粉对混凝土工作性能与抗压强度影响区别不大。

相关技术中还采用砂岩碎石(空隙率≤42％，针片状颗粒总含量≤5％，含泥量＜1.0％)，并将其利用烧成细粉煤灰、磨细粒化高炉矿渣粉等组分间的超叠加效应，利用内养护剂与减缩型聚羧酸系高性能减水剂的减缩及性能互补作用，达到降低砂岩碎石混凝土徐变的目的，实现砂岩碎石在桥梁工程低徐变混凝土中的应用。

相关技术中还采用熔剂灰岩碎石、粗粒再生集料、砂岩碎石粒径之比为16～19:26.5～31.5:19～26.5，制备碾压混凝土，具有较高的后期强度，还具有较低的收缩率。

但以上相关技术中仅就砂岩碎石、机制砂、石粉中的一种在混凝土中应用进行尝试，均未就砂岩骨料体系混凝土开展研究，仍然限制了砂岩骨料在高强混凝土中的广泛应用。

综上，需要开发一种砂岩骨料体系混凝土，该混凝土利用砂岩且强度高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种砂岩骨料体系混凝土，该混凝土利用砂岩且强度高。