CN112707661A - 免蒸压混凝土掺合料、水泥混合物、混凝土材料、混凝土制品及制备方法 - Google Patents

免蒸压混凝土掺合料、水泥混合物、混凝土材料、混凝土制品及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种免蒸压混凝土掺和料、水泥混合物、混凝土材料、混凝土制品及制备方法，涉及混凝土技术领域。本发明提供的免蒸压混凝土掺和料，包括活性氧化硅微粉和天然硬石膏，所述活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比为1:9‑9:1。本发明提供的免蒸压混凝土掺和料通过活性氧化硅微粉和天然硬石膏相互协同，活性显著提高，按照5wt％‑10wt％比例等量替换水泥后，即可在混凝土材料水化过程中生成大量的硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。

Description

免蒸压混凝土掺合料、水泥混合物、混凝土材料、混凝土制品 及制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其是涉及一种免蒸压混凝土掺和料、水泥混合物、混凝土材料、混凝土制品及制备方法。
背景技术
目前市场上流行的免蒸压混凝土掺和料主要以常规矿渣微粉与粉煤灰为主要原料，经研磨复合制成。但是由于矿渣微粉与粉煤灰本身活性有限，导致该类掺和料在混凝土材料中掺量较高，一般在30％左右，使得运输成本居高不下。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种免蒸压混凝土掺和料，以改善现有以常规矿渣微粉与粉煤灰为主要原料，经研磨复合制成的免蒸压混凝土掺合料活性低，在混凝土材料中掺量高，导致运输成本居高不下的技术问题。
本发明提供的免蒸压混凝土掺和料，包括活性氧化硅微粉和天然硬石膏，所述活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比为1:9-9:1。
进一步的，所述活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比4:6-6:4，优选为5:5。
进一步的，所述活性氧化硅微粉的比表面积＞16m2/kg。
进一步的，所述天然硬石膏的比表面积＞400m2/kg。
本发明的目的之二在于提供一种水泥混合物，包括水泥和本发明目的之一提供的免蒸压混凝土掺合料，所述免蒸压混凝土掺合料占所述水泥混合物的5wt％-10wt％。
本发明的目的之三在于提供一种混凝土材料，包括本发明目的之一提供的免蒸压混凝土掺合料或本发明目的之二提供的水泥混合物。
进一步的，所述混凝土材料还包括砂、石和减水剂；
优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本发明的目的之四在于提供一种混凝土制品，主要由本发明目的之三提供的混凝土材料制备得到。
本发明的目的之五在于提供上述混凝土制品的制备方法，包括如下步骤：将混凝土材料制成型后在常压饱和水蒸气中在90-100℃养护 5-6h，即得到混凝土制品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的免蒸压混凝土掺和料通过活性氧化硅微粉和天然硬石膏相互协同，活性显著提高，按照5wt％-10wt％比例等量替换水泥后，即可在混凝土材料水化过程中生成大量的硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
(2)本发明提供的水泥混合物中通过掺入5wt％-10wt％本发明提供的免蒸压混凝土掺和料，即可在混凝土材料水化过程中生成硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
(3)本发明提供的混凝土材料通过掺入本发明提供的面的免蒸压混凝土掺和料，即可在混凝土材料水化过程中生成硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
(4)本发明提供的混凝土制品采用本发明提供的混凝土材料制备而成，通过在混凝土材料中掺入本发明提供的面的免蒸压混凝土掺和料，即可在混凝土材料水化过程中生成硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
(5)本发明提供的混凝土制品的制备方法通过将混凝土材料制成型后在常压饱和水蒸气中在90-100℃养护5-6h，即可达到传统二次养护工艺处理后的混凝土制品的强度，工艺更简单，更能够有效节约人力物力。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种免蒸压混凝土掺和料，包括活性氧化硅微粉和天然硬石膏，所述活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比为1:9-9:1。
在本发明中，活性氧化硅微粉的性能指标为市售GSM-85级， SiO2含量＞85wt％。
在本发明中，天然硬石膏，又称无水石膏，主要是由无水硫酸钙 (CaSO4)所组成的沉积岩石。
典型但非限制性的，本发明提供的免蒸压混凝土掺和料中，活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比如为1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、 7:3、2:8或1:9。
本发明提供的免蒸压混凝土掺和料通过活性氧化硅微粉和天然硬石膏相互协同，活性显著提高，按照5wt％-10wt％比例等量替换水泥后，即可在混凝土材料水化过程中生成大量的硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
在本发明的一种优选实施方式中，当活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量为4:6-6:4时，其活性高，掺入混凝土材料中制成的混凝土制品具有优异的强度，尤其是当活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比为5:5是，其活性更高，渗入混凝土材料中制成的混凝土制品具有更优异的强度。
在本发明的一种优选实施方式中，活性氧化硅微粉的比表面积＞ 16m2/kg。
典型但非限制性的，活性氧化硅微粉的粒径如为16.5、17、17.5、 18、18.5、19或20m2/kg。
在本发明的一种优选实施方式中，天然硬石膏的比表面积＞400 ㎡/kg。
典型但非限制性的，天然硬石膏的比表面积如为400、405、410、 420、430、440或450㎡/kg。
传统免蒸压混凝土掺合料实现提高混凝土制品强度的原理为：通过提高掺和料中组分的细度与数量，减少混凝土制品内部的缺陷(孔隙与微裂缝)，获得高强度与高耐久性。因此，传统免蒸压混凝土掺和料中的组分需要进行研磨处理，目前常见研磨方式有两种，第一种为直接研磨：所有组分全部经过球磨机研磨后再混合，第二种为将粉煤灰等材料研磨后再与矿渣微粉复合，上述两种研磨方式均能耗较高。
本发明采用比表面积＞16m2/kg的活性氧化硅微粉无需研磨即可和比表面积＞400m2/kg的天然硬石膏复合制备得到免蒸压混凝土掺合料，节约了大量的研磨能耗，能够显著降低制备成本。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种水泥混合物，包括水泥和本发明第一个方面提供的免蒸压混凝土掺合料，其中，免蒸压混凝土掺合料占水泥混合物的5wt％-10wt％。
典型但非限制性的，免蒸压混凝土掺和料在水泥混合物中的质量占比如为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。
本发明提供的水泥混合物中通过掺入5wt％-10wt％本发明提供的免蒸压混凝土掺和料，即可在混凝土材料水化过程中生成硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
在本发明的一种优选实施方式中，水泥为通用硅酸盐水泥。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种混凝土材料，包括本发明第一个方面提供的免蒸压混凝土掺和料或本发明第二个方面提供的水泥混合物。
本发明提供的混凝土材料通过掺入本发明提供的面的免蒸压混凝土掺和料，即可在混凝土材料水化过程中生成硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
在本发明的一种优选实施方式中，混凝土材料包括水泥混合物、砂、石和减水剂。
作为优选，所述石为碎石，更优选为5-25mm连续级配的碎石。
作为优选，所述碎石为玄武岩和/或花岗岩。
作为优选，所述砂为河砂。
作为优选，减水剂选自聚羧酸减水剂和萘系减水剂中的至少一种，优选为聚羧酸减水剂。
根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种混凝土制品，主要由本发明第三个方面提供的混凝土材料制备得到。
本发明提供的混凝土制品采用本发明提供的混凝土材料制备而成，通过在混凝土材料中掺入本发明提供的面的免蒸压混凝土掺和料，即可在混凝土材料水化过程中生成硅酸二钙和硅酸三钙，显著提高混凝土制品早期强度，同时后期采用自然养护即可保证混凝土制品强度的持续增长，不仅降低了运输成本，而且简化了混凝土制品的制备工艺，节约了大量的人力物力。
根据本发明的第五个方面，本发明提供了上述混凝土制品的制备方法，包括如下步骤：将混凝土材料制成型后在常压饱和水蒸气中在90-100℃养护5-6h，即得到混凝土制品。
典型但非限制性的，本发明提供的混凝土制品成型后养护温度如为90℃、92℃、95℃、98℃或100℃，养护时间如为5h、5.2h、5.5h、 5.8h或6h。
本发明提供的混凝土制品的制备方法通过将混凝土材料制成型后在常压饱和水蒸气中在90-100℃养护5-6h，即可达到传统二次养护工艺处理(混凝土制作成型后常压保和水蒸气养护6h再经高压养护釜在1.0Mpa压力饱和水蒸气中持续养护8h)后的混凝土制品的强度，工艺更简单，更能够有效节约人力物力。
为了便于本领域技术人员理解，下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的说明。
实施例和对比例中采用的原料的规格及厂家如下表1所示。
表1
Figure BDA0002873225900000071
实施例1-10及对比例1-4分别提供了一种混凝土制品，其各实施例和对比例中原料种类及用量如下表2所示。
表2
Figure BDA0002873225900000072
Figure BDA0002873225900000081
上述实施例和对比例提供的混凝土制品均采用如下步骤制备得到：
(1)将水泥和免蒸压混凝土掺和料混合均匀后加水，然后依次加入砂、石和减水剂混合均匀，得到拌合物；
(2)将拌合物加入模具中振动成型；
(3)将成型后试件在常压饱和水蒸气中在90-100℃养护5-6h，脱模，得到混凝土试件。
试验例
将实施例1-10和对比例1-4提供的混凝土试件按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)及中国土木学会标准(CCES2004-01)成型100x100x100试样进行测试，测试结果如表3 所示。
表3
Figure BDA0002873225900000082
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种免蒸压混凝土掺和料，其特征在于，包括活性氧化硅微粉和天然硬石膏，所述活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比为1:9-9:1。
2.根据权利要求1所述的免蒸压混凝土掺和料，其特征在于，所述活性氧化硅微粉和天然硬石膏的质量比2:8-9:1，优选为6:4。
3.根据权利要求1或2所述的免蒸压混凝土掺和料，其特征在于，所述活性氧化硅微粉的比表面积＞16m2/kg。
4.根据权利要求1或2所述的免蒸压混凝土掺和料，其特征在于，所述天然硬石膏的比表面积＞400m2/kg。
5.一种水泥混合物，其特征在于，包括水泥和权利要求1-4任一项所述的免蒸压混凝土掺和料，所述免蒸压混凝土掺和料占所述水泥混合物的5wt％-10wt％。
6.一种混凝土材料，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的免蒸压混凝土掺和料或权利要求5所述的水泥混合物。
7.根据权利要求6所述的混凝土材料，其特征在于，所述混凝土材料还包括砂、石和减水剂；
优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
8.一种混凝土制品，其特征在于，主要由权利要求6所述的混凝土材料制备得到。
9.根据权利要求8所述的混凝土制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将混凝土材料制成型后在常压饱和水蒸气中在90-100℃养护5-6h，得到混凝土制品。
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