一種替代天然砂的復(fù)合黏土和以其為原料的預(yù)拌混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，公開一種代替天然砂的復(fù)合黏土和以其為原料的預(yù)拌混凝土。該復(fù)合黏土包括如下質(zhì)量百分比的各原料：黏土45～75%，貝殼粉3～10%，粉煤灰5～20%，礦渣5～20%，稻殼灰5～20%，生石灰0.5～2%，碳酸鈉0.5～1.5%。各組分加入水預(yù)混攪拌、研磨、碾壓，在200～300℃下干燥、造粒，篩分分級，得到符合混凝土攪拌用的原料，將上述復(fù)合黏土與水泥、卵石、礦物質(zhì)粉、減水劑和水按一定比例復(fù)配，得到坍落度和抗壓強(qiáng)度優(yōu)異的預(yù)拌混凝土。本發(fā)明采用復(fù)合黏土替代天然砂作為預(yù)拌混凝土中的細(xì)骨料，提高了混凝土的耐腐蝕性和耐久性能，而且充分利用了稻殼和貝殼等資源，變廢為寶，具有較大的市場推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。
【專利說明】一種替代天然砂的復(fù)合黏土和以其為原料的預(yù)拌混凝土

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種代替天然砂的復(fù)合黏土和以其為原料的預(yù)拌混凝土，特別適用于普通混凝土、高性能混凝土、超高強(qiáng)度混凝土、纖維混凝土、活性粉混凝土等的生產(chǎn)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國建筑中應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的主要建筑材料是混凝土，天然砂是其主要的細(xì)骨架，目前多數(shù)地區(qū)應(yīng)用的是天然砂，天然砂屬于地方資源，而且短期內(nèi)不可再生。隨著建設(shè)量的增加，我國不少地區(qū)天然砂已近枯竭，同時由于天然河砂的過渡開采會對生態(tài)環(huán)境造成破壞，許多地方已嚴(yán)禁或限制開采天然河砂，由此導(dǎo)致工程用砂供需矛盾日益突出。因此，制備出能夠替代天然砂的使用，探尋可行的人工砂混凝土就顯得格外重要。
[0003]在混凝土中，作為整個體系的粗骨料一般由卵石或大小相當(dāng)?shù)氖瘔K、碎石組成，為混凝土主骨架結(jié)構(gòu)；而卵石之間的空隙需要由細(xì)骨料來填充，常用的原料就為上述的天然砂。
[0004]黏土在我國儲量豐富，價(jià)格低廉，主要成分是Si02、Al2O3和結(jié)晶水，與天然砂的主要成分相同。黏土不僅具有良好的物理和力學(xué)性能以及高的耐化學(xué)品性能等，黏土還具有獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)，可以賦予材料高的增韌性，良好的抗壓強(qiáng)度。
[0005]西方一些工業(yè)化國家通常把黏土歸結(jié)為6大類,分別是:高嶺土(Kaolin)、耐火黏土(Fire clay)、球黏土(Ball clay)、膨潤土(Bentonite)、漂白土(Fuller，s Earth)和普通黏土(Common)。
[0006]與硅灰類似，稻殼灰中S12的含量很高，煅燒良好的無定型稻殼灰具有很高的火山灰活性，跟粒狀高爐礦渣、粉煤灰和硅灰等火山灰材料一樣，稻殼的粉殼灰能夠改善水泥和混凝土的性能。我國稻米資源豐富，對稻殼簡單處理不僅降低了其使用價(jià)值，且燃燒還會造成空氣質(zhì)量的污染。因此，研究探尋稻殼的回收利用具有良好的應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是以來源廣泛的黏土、稻殼等為原料，復(fù)配出一種復(fù)合黏土，從而提供一種環(huán)境友好、性能優(yōu)異的預(yù)拌混凝土，減少對天然砂的依賴，減輕環(huán)境壓力，同時，將讓農(nóng)戶頭疼的稻殼變廢為寶。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種替代天然砂的復(fù)合黏土，該復(fù)合黏土包括如下質(zhì)量百分比的各原料:黏土 45~75%,貝殼粉3~10%，粉煤灰5~20%，礦渣5~20%，稻殼灰5~20%，生石灰0.5~2%，碳酸鈉0.5~1.5%ο
[0009] 進(jìn)一步的，所述貝殼粉為廢棄貝殼經(jīng)回收清洗，堿洗0.5~24小時，干燥后，研磨得到的貝殼粉，其平均粒徑為0.1 μm~75 μm，在此步驟中堿洗的主要作用是去除貝殼上殘留的腐肉、污垢和角質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步的，所述稻殼灰為稻殼經(jīng)水洗干燥后與PH=I的酸反應(yīng)，經(jīng)過干燥、煅燒、研磨后所得到的稻殼灰，酸處理能去除稻殼中大量的金屬雜質(zhì)，可提高其純度和白度，同時經(jīng)酸處理后煅燒的稻殼灰可提高比表面積和活性。
[0011]將上述黏土、貝殼粉、粉煤灰、礦渣、稻殼灰、生石灰、碳酸鈉按比例加水?dāng)嚢杌旌?，?jīng)球磨后，采用碾壓機(jī)碾壓壓實(shí)混合好的粉末，之后在200~300°C下干燥、造粒，經(jīng)篩分分級，得到符合混凝土攪拌用II區(qū)中砂標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合黏土，該復(fù)合黏土質(zhì)量符合《建筑用砂》(GB/T14684-2011)的要求。
[0012]進(jìn)一步的,所述復(fù)合黏土的細(xì)度模數(shù)為3.0~2.3,平均粒徑為0.35mm~0.5mm。
[0013]進(jìn)一步的，所述黏土為高嶺土、耐火黏土、球黏土、膨潤土、漂白土和普通黏土中的一種或幾種混合。
[0014]進(jìn)一步的，所述貝殼粉在堿洗中，所用堿溶液為濃度29TlO%的氫氧化鈉、次氯酸鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鈣或碳酸氫鉀中的任一種。
[0015]為了解決現(xiàn)有預(yù)拌混凝土對天然砂的依賴，本發(fā)明以所述復(fù)合黏土為原料制備了一種預(yù)拌混凝土，該預(yù)拌混凝土包括如下質(zhì)量百分比的各原料:卵石20%~80%，復(fù)合黏土6%~40%，水泥8%~25%，礦物質(zhì)粉0~20%，水5%~20%。
[0016]進(jìn)一步的，所述預(yù)拌混凝土還包括減水劑，所述減水劑為聚羧酸減水劑，該減水劑的添加量按質(zhì)量百分比為:減水劑:(水泥+礦物質(zhì)粉)=(0.002、.018):1，添加減水劑的目的是可以減少拌合用水量，提高混凝土強(qiáng)度。
[0017]進(jìn)一步的，所述礦物質(zhì)粉為稻殼灰80~90%，粉煤灰5~15%，貝殼粉I~8%的混合物，稻殼灰、粉煤灰和貝殼粉的含量均為質(zhì)量百分比。
[0018]進(jìn)一步的，在上述預(yù)拌混凝土中，水:(水泥+礦物質(zhì)粉)=(0.25、.6):1，含量比例為質(zhì)量比。
[0019]進(jìn)一步的，在上述預(yù)拌混凝土中，礦物質(zhì)粉:(水泥+礦物質(zhì)粉)=(0、.5):1，含量比例為質(zhì)量比。
[0020]進(jìn)一步的，在上述預(yù)拌混凝土中，復(fù)合黏土:(復(fù)合黏土 +卵石)=(0.16^0.41):1,含量比例為質(zhì)量比。
[0021]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，礦物質(zhì)粉的一個較優(yōu)組成為:稻殼灰85%，粉煤灰8%和貝殼粉7%的混合物，稻殼灰、粉煤灰和貝殼粉的含量均為質(zhì)量百分比。
[0022]通過測定復(fù)合黏土砂粒的雜質(zhì)及有害成分含量，均達(dá)到《建筑用砂》(GB/T14684-2011)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。
[0023]本發(fā)明中包括如下配比指標(biāo)參數(shù)和術(shù)語，解釋說明如下。
[0024]膠凝材料=水泥+礦物質(zhì)粉。

【權(quán)利要求】
1.一種替代天然砂的復(fù)合黏土，其特征在于，該復(fù)合黏土包括如下質(zhì)量百分比的各原料:黏土 45%~75%，貝殼粉3%~10%，粉煤灰5%~20%，礦渣5%~20%，稻殼灰5%~20%，生石灰0.5%~2%，碳酸鈉0.5%~1.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合黏土，其特征在于，所述貝殼粉為廢棄貝殼經(jīng)回收清洗，堿洗0.5^24小時，干燥后，研磨得到的貝殼粉，其平均粒徑為0.1 μ m~75 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合黏土，其特征在于，所述稻殼灰為稻殼經(jīng)水洗干燥后與PH=I的酸反應(yīng)，經(jīng)過干燥、煅燒、研磨后所得到的稻殼灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合黏土，其特征在于，所述黏土為高嶺土、耐火黏土、球黏土、膨潤土、漂白土和普通黏土中的一種或幾種混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合黏土，其特征在于，所述貝殼粉在堿洗中，所用堿溶液為質(zhì)量百分比濃度2%~?Ο%的氫氧化鈉、次氯酸鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鈣或碳酸氫鉀中的任一種。
6.一種以權(quán)利要求1所述復(fù)合黏土為原料的預(yù)拌混凝土，其特征在于，該預(yù)拌混凝土包括如下質(zhì)量百分比的各原料:卵石20%~80%，復(fù)合黏土 6%~40%，水泥8%~25%，礦物質(zhì)粉0~20%，水 5%~20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)拌混凝土，其特征在于，所述預(yù)拌混凝土還包括聚羧酸減水劑，該減水劑的添加量按質(zhì)量百分比為:減水劑:(水泥+礦物質(zhì)粉)=(0.002、.018):1。
8.根據(jù)權(quán)利要 求6或7所述的預(yù)拌混凝土，其特征在于，所述礦物質(zhì)粉為稻殼灰80%~90%，粉煤灰5%~15%，貝殼粉1%~8%的混合物，稻殼灰、粉煤灰和貝殼粉的含量均為質(zhì)量百分比。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的預(yù)拌混凝土，其特征在于，水:(水泥+礦物質(zhì)粉)=(0.25、.6):1 ;礦物質(zhì)粉:(水泥+礦物質(zhì)粉)=(0~0.5):1 ;復(fù)合黏土:(復(fù)合黏土 +卵石)=(0.16^0.41):1 ;上述含量比例均為質(zhì)量比。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)拌混凝土，其特征在于，所述礦物質(zhì)粉為稻殼灰85%，粉煤灰8%和貝殼粉7%的混合物，稻殼灰、粉煤灰和貝殼粉的含量均為質(zhì)量百分比。
【文檔編號】C04B18/30GK104072002SQ201410325056
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】黃映恒, 韋菲, 侯蕾, 李菲萍, 李燕, 羅春林, 廖森 申請人:廣西經(jīng)正科技開發(fā)有限責(zé)任公司