專利名稱：大摻量磨細礦渣混凝土活化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用大摻量礦渣配制高性能混凝土的新型低摻高效的大摻量磨細礦渣混凝土活化劑。
背景技術(shù)：
高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，是以耐久性作為設(shè)計的主要指標，針對不同用途要求，對耐久性、施工性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性有重點的予以保證的混凝土，是未來混凝土的發(fā)展方向。拌制高性能混凝土的途徑較多，其中適量摻用磨細礦渣或以磨細礦渣為主復(fù)摻其他活性混合材是提高混凝土性能的途徑之一。將磨細礦渣應(yīng)用于混凝土中，可以大大減少水泥用量，改變混凝土微觀結(jié)構(gòu)，提高混凝土密實性，可抑制骨料堿活性反應(yīng)和氯離子侵蝕，從而提高混凝土的耐久性能，特別適合海工混凝土及骨料具有堿活性的混凝土。
單獨磨細礦渣至細度為420m2/kg～460m2/kg用于配制混凝土，對于高細度的磨細礦渣，在一定摻量范圍內(nèi)，混凝土強度隨摻量的增大而提高，但是混凝土的溫升、化學收縮和自收縮也隨礦渣摻量的增加而增加。本發(fā)明克服了當?shù)V渣單摻至50％～70％或以礦渣為主復(fù)摻其他活性混合材摻至50％～70％替代水泥用量時，混凝土自身收縮增大的問題。目前大摻量磨細礦渣混凝土技術(shù)在我國海港工程及水利工程上有所應(yīng)用，但是由于其和易性及可泵性稍差，自身收縮較大等問題，在工民建中應(yīng)用較少，在工民建中礦渣的最大摻量往往不超過40％。
國內(nèi)外文獻中提到用大摻量礦渣配制混凝土的性能特點，但在配制混凝土中大摻量磨細礦渣替代膠凝材料時，添加大摻量磨細礦渣混凝土活化劑以提高混凝土自身體積穩(wěn)定性及強度，滿足混凝土和易性、可泵送性能，目前尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以石膏、高效減水劑、羥基化合物、表面活性劑、減縮劑等復(fù)合而成的活化劑，在大摻量礦渣膠凝材料體系中替代4％～6％水泥，可使混凝土在具備和易性好、可泵送等施工性能的同時，提高硬化混凝土的體積穩(wěn)定性，膠凝材料體系中磨細礦渣的摻量可提高至70％。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種低摻量高效能的大摻量磨細礦渣混凝土活化劑，它是由下述質(zhì)量百分比的原料經(jīng)均化后制得的一種粉體材料，應(yīng)用時在混凝土中替代4％～6％的水泥，即可達到效果。
石膏 60％～81％萘系高效減水劑 7％～10％羥基化合物 0％～0.02％表面活性劑 0％～0.002％磨細礦渣 9％～30％上述的大摻量磨細礦渣混凝土活化劑，其可以優(yōu)化成以下兩種質(zhì)量百分比方案石膏 68％～72％萘系高效減水劑 7％～8％羥基化合物 0％～0.01％表面活性劑 0％～0.002％磨細礦渣 18％～24％或者石膏 70％～80％萘系高效減水劑 8％～10％羥基化合物 0％～0.02％表面活性劑 0％～0.002％磨細礦渣 11％～20％用于配制大摻量磨細礦渣泵送混凝土。
本發(fā)明基于以下機理根據(jù)磨細礦渣在膠凝材料體系中所占比例，在混凝土中摻入適量活化劑后，活化劑中的石膏與磨細礦渣中的活性Al2O3化合，生成水化硫鋁酸鈣，使混凝土在早期產(chǎn)生膨脹，減少后期收縮，增強混凝土的體積穩(wěn)定性。萘系高效減水劑使混凝土流動度增加，在混凝土中加入礦渣后，可在不增加水泥用量的情況下，降低每方混凝土的用水量，提高大摻量磨細礦渣混凝土的強度。羥基化合物和表面活性劑可降低由于礦渣大摻量而造成的混凝土粘度過大、不易施工的特點，改善大摻量磨細礦渣混凝土的和易性，提高大摻量磨細礦渣混凝土的坍落度保持性，滿足大摻量礦渣混凝土泵送的要求。組分中的磨細礦渣為羥基化合物和表面活性劑的載體。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明改變了大摻量磨細礦渣混凝土原先體積穩(wěn)定性不好、混凝土粘不易于泵送等特點，為磨細礦渣在工民建或泵送混凝土中實現(xiàn)大摻量化提供了一條簡易的途徑。
水泥生產(chǎn)排放大量的CO2、NOX和SO3等有害廢氣，對于環(huán)境與氣候造成極其不利的影響，如產(chǎn)生酸雨，加劇溫室效應(yīng)等。據(jù)測算，每生產(chǎn)一噸水泥就會產(chǎn)生一噸CO2，我國2003年水泥產(chǎn)量達8.63億噸，二氧化碳排放量僅次于美國，位列全世界第二位。水泥生產(chǎn)能耗高，大量消耗自然資源。生產(chǎn)1噸水泥消耗1.01噸石灰石、0.25噸黏土、115公斤煤和108度電。
通過添加本活化劑，可以使混凝土中磨細礦渣替代水泥的量由原先的20％～40％提高至50％～70％，既能提高混凝土的性能，又能減少對水泥熟料的需求，制約高能耗水泥產(chǎn)業(yè)的投資規(guī)模，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。同時，礦渣為鋼鐵廠的工業(yè)廢料，對其大量的使用可減少工業(yè)廢料對環(huán)境的污染，有利于環(huán)境保護，有利于可持續(xù)發(fā)展。
具體實施例方式
以下通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述石膏70％萘系高效減水劑 10％羥基化合物 0.01％表面活性劑 0.001％磨細礦渣20％以本實施例(質(zhì)量百分比)配制的大摻量磨細礦渣混凝土活化劑摻入膠凝材料用量的5％替代水泥后，混凝土的性能見表1～表3。
表1混凝土配合比(單位kg/m3)

表2新拌混凝土性能

表3硬化混凝土相關(guān)性能測試結(jié)果

由表2可見，加入大摻量磨細礦渣混凝土活化劑后，大摻量磨細礦渣混凝土或以大摻量磨細礦渣為主、復(fù)摻其他膠凝材料的混凝土可以在不另外摻加泵送劑的條件下達到與加入泵送劑混凝土相同的施工性能。
由表3可見，以大摻量磨細礦渣為主、復(fù)摻其他膠凝材料的混凝土當不摻加大摻量磨細礦渣混凝土活化劑時，其干縮率明顯大于對比混凝土，當加入大摻量磨細礦渣混凝土活化劑后，干縮率明顯降低。大摻量磨細礦渣混凝土在加入大摻量磨細礦渣混凝土活化劑后，收縮率在早期與普通混凝土差不多，到后期則明顯低于對比混凝土。
由表3可見，加入大摻量磨細礦渣或以大摻量磨細礦渣為主的活性混合材的混凝土，在加入大摻量磨細礦渣活化劑后，混凝土的強度可以達到或超過對比混凝土的強度。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本申請的權(quán)利要求保護范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種大摻量磨細礦渣混凝土活化劑，它是由下述質(zhì)量百分比的原料制成石膏 60％～81％萘系高效減水劑 7％～10％羥基化合物 0％～0.02％表面活性劑 0％～0.002％磨細礦渣9％～30％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大摻量磨細礦渣混凝土活化劑，其特征在于石膏 68％～72％萘系高效減水劑 7％～8％羥基化合物 0％～0.01％表面活性劑 0％～0.002％磨細礦渣18％～24％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大摻量磨細礦渣混凝土活化劑，其特征在于石膏 70％～80％萘系高效減水劑 8％～10％羥基化合物 0％～0.02％表面活性劑 0％～0.002％磨細礦渣11％～20％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大摻量磨細礦渣混凝土活化劑，它是由下述質(zhì)量百分比的原料制成石膏60％～81％，萘系高效減水劑7％～10％，羥基化合物0％～0.02％，表面活性劑0％～0.002％，磨細礦渣9％～30％。本發(fā)明以石膏、高效減水劑、羥基化合物、表面活性劑、減縮劑等復(fù)合而成，在大摻量礦渣膠凝材料體系中替代4％～6％水泥，可使混凝土在具備和易性好、可泵送等施工性能的同時，提高硬化混凝土的體積穩(wěn)定性，膠凝材料體系中磨細礦渣的摻量可提高至70％。
文檔編號C04B24/00GK101050079SQ200710022419
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者黃國泓, 祝燁然, 李克亮, 陳健, 唐修生, 徐輝, 王冬, 王毅, 陳國新, 溫金保, 邢有紅, 劉興榮 申請人:南京瑞迪高新技術(shù)公司