專利名稱：：磨細高鈦礦渣粉煤灰復合高性能混凝土的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及固體廢棄物利用、混凝土及其制備方法。
背景技術：
：高性能混凝土是20世紀80年代末90年代初提出的一種全新概念混凝土，它以耐久性為首要設計指標，區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，其具有高耐久性、高工作性、高強度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性。近年來，隨著城市建設的發(fā)展，許多建筑結構都對混凝土的性能提出了較高要求，因此高性能混凝土的發(fā)展就是一種必然的趨勢。攀枝花地處攀西大裂谷，礦物資源豐富，每年排放的高爐礦渣、粉煤灰等固體廢棄物達數百萬噸。在我國大部分地區(qū)，高爐礦渣都可以在水泥、混凝土中得到應用，但攀枝花高爐礦渣為高鈦礦渣，即其中含有2024y。的Ti02，傳統(tǒng)觀點認為高鈦礦渣即使淬冷仍將產生大量無水硬活性的鈣鈦礦(CaO*Ti02)，導致進入玻璃體的CaO量較少，玻璃體中硅氧四面體聚合較高，水硬活性較低?，F有專利中的《用于水泥、混凝土、砂漿中的高爐鈦礦渣復合微粉》(公告號1500758，申請?zhí)?2134080.3)提到了將高爐鈦礦渣單獨或與粉煤灰、鋼渣等一起制備混凝土摻合料，其僅僅提到了將高爐鈦礦渣作為混凝土摻合料的制備方法，本專利提出了采用物理或化學方法激發(fā)高爐鈦礦渣的活性，使其可以用于配制高性能混凝土。專利《高性能混凝土摻合料的制備方法及其應用》(公告號CN1322690，申請?zhí)?1114790.3)提到的高性能混凝土摻合料是以石灰石為主料，輔以礦渣、石膏等起改性作用的材料，其中的礦渣既不是主料也不是本發(fā)明提高的高鈦礦渣。專利《一種高性能混凝土礦物超細粉》(公告號CN1271697,申請?zhí)?00109125.5)提到的由礦渣、沸石巖、粉煤灰、長青右、生石灰細磨、混合、均化而成的用于高性能混凝土的礦物超細粉，其礦渣不是本專利提高的高鈦礦渣。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是利用除普通混凝土所需要摻入的水泥、砂子、石子和水外，還需摻入磨細高鈦礦渣、粉煤灰、高效減水劑和早強激發(fā)劑來配制混凝土，配制的混凝土具有高工作性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性、還具有優(yōu)異物理力學性能。傳統(tǒng)觀點認為高鈦礦渣無活性或活性較低，本發(fā)明通過機械(物理)活化和化學活化兩種手段，將其活性激發(fā)，使其作為優(yōu)良的活性摻合料等量取代約1025%的水泥，并在不影響混凝土后期強度的情況下明顯改善混凝土的工作性和耐久性?；瘜W活化是指釆用堿性溶液作為激發(fā)劑，噴灑在高鈦礦渣和粉煤灰上，陳化ld后再進行機械活化其性能如表1所示。表l化學激發(fā)的粉煤灰性能<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>注水泥粉煤灰=70:30;水膠比為0.44;膠砂比為1:2.5。由表1可知，化學激發(fā)粉煤灰的作用是顯著的。這是由于堿作用于粉煤灰表面后，粉煤灰玻璃體中的Al-O、Al-Si-0、Si-0鍵被打斷，粉煤灰表面活性大大增加，加入水泥后斷裂鍵使粉煤灰與水泥水化產物Ca(0H)2迅速反應，生成CSH及CAH，同時也大大加快了水泥的水化，使早期強度增加。由于粉煤灰的水化是長時間的過程，其后期強度也不會下降。機K物遮i活性€_指將化學活化后的粉煤灰、高鈦礦渣通過粉磨磨至一定的細度，使其產生活性，一般粉煤灰的比表面積在60007000cm7g較好，高鈦礦渣的比表面積在70008000cm7g為佳。粉煤灰、高鈦礦渣中玻璃顆粒是火山灰活性的主要來源，粉煤灰、高鈦礦渣中的玻璃體是以玻璃為主的多相復合顆粒，這種玻璃質顆粒外層由一層堅硬的玻璃外殼包裹，阻礙了粉煤灰、高鈦礦渣活性的產生。通過球磨，可改善粉煤灰、高鈦礦渣的表面特性，粉碎大的顆粒體，改善粉煤灰、高鈦礦渣的級配，使更多的玻璃顆粒露出，從而提高粉煤灰、高鈦礦渣的活性，同時，由于在機械力作用下，粉煤灰、高鈦礦渣的聚集狀態(tài)顆粒被分散，級配得到改善，球磨后也不會增加標準稠度用水量。粉煤灰和磨細高鈦礦渣既可以先混合后再進行活化，也可分別活化后再進行混合。為改善混凝土早期強度降低的缺點，應當摻入高效減水劑和早強激發(fā)劑，摻入比例按照國家標準計算。高效減水劑和早強激發(fā)劑的減水作用，還可以大大降低混凝土的水灰比，對提高混凝土的抗壓強度等起到促進作用，并減少干縮變形。本發(fā)明的有益效果在于能夠提高高鈦礦渣、粉煤灰的綜合利用率；提供一種施工方便、質量優(yōu)良的高性能混凝土；降低建設成本，減少天然砂石的開采，保護環(huán)境。圖1為磨細高鈦礦渣粉煤灰復合高性能混凝土制造流程方框圖。圖2為高性能混凝土的千縮性能比較圖具體實施例方式實驗室配制C60混凝土進行試驗，結果表2和圖2。試驗證明用磨細高鈦礦渣粉煤灰復合配制的高性能混凝土體積穩(wěn)定性優(yōu)于單摻磨細粉煤灰或磨細高鈦礦渣配制的高性能混凝土(即磨細高鈦礦渣粉煤灰復合配制的高性能混凝土干縮值較小，見圖2);物理力學性能中抗壓強度、軸心抗壓強度、靜力彈性模量且前者均優(yōu)于后者，而抗折強度，劈製fr控強1^兩諾3fe本相當，詳見表2。表2C60高性能混凝土28d的力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>攀枝花泰隆國際商務大廈(28層、8萬m')、攀枝花郵區(qū)中心局大樓(l.S萬m2)、大梯道西側高層住宅(18層、4力V)、德銘商業(yè)城(4萬m2)、溫州商城(3.8力m2)、通力大廈(22層、2.8萬m2)等重點工程共使用摻磨細活性摻合料C50—C60高性能混凝土約1萬m3，取混凝土試件400余組，按《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107—87強度評定的統(tǒng)計方法評定全部合格，所澆注構件外觀良好，各施工單位反映該混凝土工作性能良好，未發(fā)生堵泵、離析等不良情況；該混凝土技術經濟效果顯著，僅混凝土一項累計節(jié)約投資140萬元，加上采用泵送等先進施工工藝，加快了施工進度，降低了生產成本，創(chuàng)綜合經濟效益近205力.元，深受建設單位和施工單位的歡迎?，F場混凝七取樣結果見表3。表328d混凝土抗壓強度結果統(tǒng)計表(MPa)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1、磨細高鈦礦渣粉煤灰復合高性能混凝土，包括水泥、粗集料、細集料、水、磨細高鈦礦渣、粉煤灰、高效減水劑和早強劑按照國家規(guī)范進行配合比設計，其特征在于，磨細高鈦礦渣和粉煤灰同時作為混凝土摻合料摻入混凝土中，摻入比例占水泥質量的10～30％。2、根據權利要求1所述的磨細高鈦礦渣和粉煤灰，其特征在于二者是同時進行了化學活化和機械活化，其比表面積不應低于6000cm7g，二者的混合方式可以先混合后再進行活化，也可分別活化后再混合。3、根據權利要求2所述的磨細高鈦礦渣和粉煤灰的混合，其中粉煤灰的比例不應小于50%。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用除普通混凝土所需要摻入的水泥、砂子、石子和水外，還需摻入磨細高鈦礦渣、粉煤灰、高效減水劑和早強激發(fā)劑來配制混凝土，配制的混凝土具有高工作性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性、還具有優(yōu)異物理力學性能。本發(fā)明通過機械(物理)活化和化學活化兩種手段，將其活性激發(fā)，使其作為優(yōu)良的活性摻合料等量取代約10～25％的水泥，并在不影響混凝土后期強度的情況下明顯改善混凝土的工作性和耐久性。本發(fā)明的有益效果在于能夠提高高鈦礦渣、粉煤灰的綜合利用率；提供一種施工方便、質量優(yōu)良的高性能混凝土；降低建設成本，減少天然砂石的開采，有利于環(huán)境保護。文檔編號C04B18/14GK101514088SQ20081008064公開日2009年8月26日申請日期2008年2月22日優(yōu)先權日2008年2月22日發(fā)明者兵李,棟陳,陳加耘申請人:陳加耘;李兵;陳棟