CN104072028A - 一种工业废渣微细骨料配制混凝土方法 - Google Patents
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Abstract
一种工业废渣微细骨料混凝土配制方法，属于混凝土的配制方法。在普通混凝土基准配合比的基础上加以调整，用微细工业废渣和石子共同等量取代部分细骨料和水泥，从而提高混凝土物理力学性能并降低材料成本的普通混凝土制备方法。在拌制混凝土材料的过程中，在普通混凝土原基准配合比的基础上以微细工业废渣等量取代10-15%的细骨料，并用微细工业废渣和石子共同等量取代20%重量比的水泥，在其他拌制材料不变的情况下，拌制每立方米混凝土可节省成本10-20元，所拌制的混凝土各龄期强度均相当或高于基准配合比混凝土强度，具有和易性好，坍落度损失小，水化热低，后期强度递延性好，抗硫酸盐侵蚀，抗化学侵蚀性强，耐久性好，对混凝土性能无不利影响等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土的配制方法，特别是一种工业废渣微细骨料混凝土配制方法。
背景技术
我国钢铁、电力、化工等行业年平均排放的固态工业废弃物已达10多亿吨，具体有:粉煤灰2亿吨、矿渣近1亿吨、钢渣0.2亿吨、煤矸石2亿多吨、废弃混凝土及建筑垃圾10多亿吨、城市污泥0.5亿吨、工业尾矿2.6亿吨，目前我国固体废弃物综合利用率不到40%，已累积固体废弃物达70亿吨，占地约7万Km2造成极大的环境污染与土地资源浪费。在上述工业废弃物中，除了矿渣得到很好利用外，总量多达数亿吨的粉煤灰、钢渣、煤矸石、废弃混凝土及建筑垃圾有效利用率很低。
两型社会的建设迫切需要实现对这些工业废弃物进行深加工、充分发挥其潜在活性，使之成为水泥和水泥基材料中能够调节性能的辅助性胶凝材料，大掺量替代水泥，以减少水泥工业生产过程中的资源消耗与污染排放，为改善人类居住环境做出重要贡献。
普通水泥混凝土是由砂石骨料、水泥、水、矿物掺合料和混凝土外加剂组成。由于粗骨料的空隙由砂浆填充、砂子的空隙由水泥净浆填充。目前虽然普遍认为混凝土的强度取决于W/C，和水泥用量无关，但由于砂子的粒径范围和水泥颗粒的粒径范围相差较大，填充砂子间隙的水泥用量依然很大以保证混凝土的结构密实。如果在砂子的粒径范围和水泥颗粒的粒径范围之间再***一个粒级使从骨料到水泥形成连续级配，则可以在保证混凝土强度和和易性的基础上大大降低水泥的用量。
发明内容
本发明的目的是要提供一种工业废渣微细骨料混凝土配制方法，解决充填水泥的用量，提高混凝土强度和改善混凝土的和易性能的问题。
本发明的目的是这样实现的：在普通混凝土基准配合比的基础上，将工业废渣破碎至小于砂子的粒径范围，使其在砂子、工业废渣和水泥之间形成连续级配，以微细工业废渣和石子分别以重量比等量取代10%的细骨料和10-20%的水泥；
配制方法包括：材料制备、计算配合比和基准配合比，具体方法过程如下：
（1）材料制备：将工业废渣破碎至通过0.3mm方孔筛，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，如原料潮湿需先烘干再破碎；
（2）计算配合比：在普通混凝土原基准配合比的基础上以重量比微细工业废渣和石子分别等量取代10-15%的细骨料和20%的水泥，其他拌制材料保持不变，调整后的配合比即为新的混凝土计算配合比；
（3）基准配合比：从20%的水泥全部由石子取代开始试配，检测新拌混凝土的和易性，如果混凝土的粘聚性或保水性不好，则减少取代水泥部分的石子用量，相应等量增加微细工业废渣用量，直至拌制混凝土的粘聚性和保水性良好；如果新拌混凝土的流动性不足，则降低微细工业废渣对细骨料的取代率，由此调整得到的满足新拌混凝土和易性的配合比为基准配合比。
所述的工业废渣可以为粉煤灰、赤泥、建筑垃圾、人工砂中的粉料、再生混凝土破碎后的粉料、尾矿砂、煤矸石、采石场碎石屑等对混凝土无害的活性和惰性工业废渣，对于块状材料需破碎至通过0.3mm方孔筛，其中粒径小于0.15mm的粉料占80%以上，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，如原料潮湿需先烘干再破碎。
有益效果，由于采用了上述方案，本发明的混凝土配制方法具有以下效果：
1）取代率大，强度高：用微细工业废渣可以分别等量取代10-15%的细骨料和20%左右的水泥，按此发明配制的混凝土各龄期强度均相当或高于调整前混凝土强度，且对细骨料砂子的取代率越大、对水泥的取代率越小，混凝土强度越高，当对细骨料和水泥的取代率分别为10%和0%时，混凝土的强度可以提高1到2个强度等级。
2）材料制备工艺简单：仅需将工业废渣破碎至通过0.3mm方孔筛即可使用，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，制备工艺十分简单。
3）配制方法简单易行：在普通混凝土原基准配合比的基础上以重量比微细工业废渣和石子分别等量取代10-15%的细骨料和20%的水泥，经试配调整满足混凝土和易性要求即可。操作简单、方便，有利于工业化生产和推广应用。
4）原材料成本低廉易得：所述的工业废渣可以为粉煤灰、赤泥、建筑垃圾、人工砂中的粉料、再生混凝土破碎后的粉料、尾矿砂、煤矸石、采石场碎石屑等对混凝土无害的活性和惰性工业废渣，不仅成本低廉，而且具有广泛的可替代性，简单易得。
5）无毒副作用和良好的耐久性能：按本发明配制的混凝土水化热低，后期强度递延性好，抗冻、抗渗、抗硫酸盐侵蚀、抗化学侵蚀性强，耐久性好，对混凝土性能无不利影响等特点。
6）显著的经济效益、环境效益和社会效益：采用工业废渣大量替代水泥和河砂，能够减缓对不可再生资源-河砂和水泥制造对石灰石原材料的过快消耗，将工业废渣变废为宝，逐步消除工业废渣带来的种种环境污染问题。本发明的原材料成本低廉易得，按拌制每立方混凝土替代20%的水泥计算，可节约成本10-20元，如果每年有2~3亿吨的工业废渣用于替代水泥和河砂，所产生的经济效益、环境效益和社会效益将无法估量。
优点：将工业废渣破碎至小于砂子的粒径范围，使其在砂子、工业废渣和水泥三者之间形成连续级配，通过工业废渣对砂子间隙的填充以降低充填水泥的用量，提高了混凝土强度和改善混凝土的和易性能。用工业废渣大量替代水泥和河砂，能够减缓对不可再生资源-河砂和水泥制造对石灰石原材料的过快消耗，将工业废渣变废为宝，逐步消除工业废渣带来的种种环境污染问题，提高工业废渣利用率、保护环境、降低混凝土拌制过程中的水泥用量，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1：在普通混凝土基准配合比的基础上，将工业废渣破碎至小于砂子的粒径范围，使其在砂子、工业废渣和水泥之间形成连续级配，以微细工业废渣和石子分别以重量比等量取代10%的细骨料和10-20%的水泥，在其他拌制材料不变的情况下，拌制每立方米混凝土可节省成本10-20元，所拌制的混凝土各龄期强度均相当或高于对比混凝土强度；
配制方法包括：材料制备、计算配合比和基准配合比，具体方法过程如下：
（1）材料制备：将工业废渣破碎至通过0.3mm方孔筛，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，如原料潮湿需先烘干再破碎；
（2）计算配合比：在普通混凝土原基准配合比的基础上以重量比微细工业废渣和石子分别等量取代10-15%的细骨料和20%的水泥，其他拌制材料保持不变，调整后的配合比即为新的混凝土计算配合比；
（3）基准配合比：从20%的水泥全部由石子取代开始试配，检测新拌混凝土的和易性，如果混凝土的粘聚性或保水性不好，则减少取代水泥部分的石子用量，相应等量增加微细工业废渣用量，直至拌制混凝土的粘聚性和保水性良好；如果新拌混凝土的流动性不足，则降低微细工业废渣对细骨料的取代率，由此调整得到的满足新拌混凝土和易性的配合比为基准配合比，按此基准配合比配制的混凝土各龄期强度均相当或高于调整前混凝土强度，且对细骨料的取代率越高、对水泥的取代率越低，混凝土强度越高，对细骨料和水泥的取代率分别达10%和0%时，混凝土的强度可以提高1到2个强度等级。即仅仅取代细骨料10%，而水泥的量不减少（取代率0%），其强度最高，对细骨料取代率越大，强度越高，如果不追求提高强度，则可减少水泥用量（取代率>0%），而强度没有降低，从而降低成本，提高经济效益。
所述的工业废渣可以为粉煤灰、赤泥、建筑垃圾、人工砂中的粉料、再生混凝土破碎后的粉料、尾矿砂、煤矸石、采石场碎石屑等对混凝土无害的活性和惰性工业废渣，对于块状材料需破碎至通过0.3mm方孔筛，其中粒径小于0.15mm的粉料占80%以上，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，如原料潮湿需先烘干再破碎。
Claims (2)
1.一种工业废渣微细骨料混凝土配制方法，其特征是：在普通混凝土基准配合比的基础上，将工业废渣破碎至小于砂子的粒径范围，使其在砂子、工业废渣和水泥之间形成连续级配，以微细工业废渣和石子分别以重量比等量取代10%的细骨料和10-20%的水泥；
配制方法包括：材料制备、计算配合比和基准配合比，具体方法过程如下：
（1）材料制备：将工业废渣破碎至通过0.3mm方孔筛，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，如原料潮湿需先烘干再破碎；
（2）计算配合比：在普通混凝土原基准配合比的基础上用微细工业废渣和石子分别等量取代10-15%的细骨料和20%重量比的水泥，其他拌制材料保持不变，调整后的配合比即为新的混凝土计算配合比；
（3）基准配合比：从20%的水泥全部由石子取代开始试配，检测新拌混凝土的和易性，如果混凝土的粘聚性或保水性不好，则减少取代水泥部分的石子用量，相应等量增加微细工业废渣用量，直至拌制混凝土的粘聚性和保水性良好；如果新拌混凝土的流动性不足，则降低微细工业废渣对细骨料的取代率，由此调整得到的满足新拌混凝土和易性的配合比为基准配合比。
2.根据权利要求1所述的一种工业废渣微细骨料混凝土配制方法，其特征是：所述的工业废渣可以为粉煤灰、赤泥、建筑垃圾、人工砂中的粉料、再生混凝土破碎后的粉料、尾矿砂、煤矸石、采石场碎石屑等对混凝土无害的活性和惰性工业废渣，对于块状材料需破碎至通过0.3mm方孔筛，其中粒径小于0.15mm的粉料占80%以上，如为粉煤灰等粉料则可不需破碎直接使用，如原料潮湿需先烘干再破碎。
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