专利名称：一种利用高石粉含量花岗岩石屑制备混凝土的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用高石粉含量花岗岩石屑制备混凝土的方法。
背景技术：
长期以来，我国建筑用砂以河砂为主，近年来随着城市化进程的加快和基础设施建设的大力发展，混凝土和砂浆的大量使用使得建筑用砂的需求日益增加。然而受到资源的限制，河砂产量难以满足使用需求，市场上河砂供应日趋紧张，而且砂的质量也逐年下降。天然河砂属不可再生资源，今后的供应只会越来越少，因此有必要考虑采用其它材料代替河砂。在河砂替代材料方面，国内外均进行了大量研究，目前主要有三个途径。一是采用海砂；二是采用人工砂，即采用岩石制砂；三是采用石屑。石屑是生产碎石过程中筛出的副·产品，每加工100吨的碎石，大约产生20 30吨的石屑。它作为石场的废弃物，目前多用于道路填方，价格较低。将石屑用于混凝土中取代河砂具有较高的经济和社会价值。对于石屑代砂制备混凝土，国内已有较多研究，但在实际工程中应用仍较少。究其原因，一个很重要的原因是对石屑性能的系统性研究不足，对石屑的质量以及其对混凝土性能影响的规律掌握不足所致。由于我国碎石生产水平普遍较低，石屑中往往含有大量粒径小于O. 075mm的石粉。根据2007-2010年广东省航盛建设集团有限公司依托广东省内工程项目进行的石屑质量调查，共在广东省清远、广州、珠海、惠州、中山、江门、东莞、深圳、揭阳等地17个石场抽取了 24个样品，石屑中石粉含量范围是4. 7% 22. 2%，平均为11. 4% ;其中有16个样品石屑中石粉含量大于10%。对于级配适宜配制混凝土的细石屑(石屑中4. 75mm累计筛余小于15% )而言，13个样品中有11个的石粉含量大于10%。《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)中要求，石粉含量不大于10%的人工砂可用于C25及以下等级的混凝土 ；石粉含量不大于7%的人工砂可用于C30至C55的混凝土 ；石粉含量不大于5%的人工砂可用于C60及以上的混凝土。如按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52-2006)的要求，多数石屑不能用于混凝土。根据《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52-2006)的规定，将石粉含量大于10%的石屑称为高石粉含量石屑。这种高石粉含量石屑由于其中石粉含量高，若单纯以石屑代砂配制混凝土，需大幅增加胶凝材料和减水剂用量，混凝土制备成本高，采用现有直接以石屑代砂的方法无法在实际工程中亚用。考虑到石屑中的石粉粒径小于O. 075mm，其中部分石粉粒径与水泥相近，考虑到胶凝材料组成为水泥和矿物掺合料时，矿物掺合料会产生二次水化反应，可将石粉作为一种惰性掺合料使用。这种利用方式可降低混凝土的胶凝材料和减水剂用量。但当胶凝材料只有水泥时，以石粉取代水泥会导致混凝土强度降低。
本发明提出的利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，是利用矿物掺合料的二次水化反应，将石粉包裹在二次水化产物中，利用二次水化产物提高混凝土强度，从而解决了以部分石粉取代胶凝材料时混凝土强度降低的问题。本发明的技术思路独特，实施容易，能够有效解决采用高石粉含量石屑时混凝土胶凝材料和减水剂用量大幅增加、强度下降等问题，为高石粉含量石屑大量应用于混凝土中奠定了基础。说明书本发明的目的在于提出利用高石粉含量花岗岩石屑制备混凝土，该混凝土具有较好的工作性能、较高强度和耐久性等，社会效益和经济效益显著。本发明提供了一种利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，是利用高石粉含量石屑中所含部分石粉取代胶凝材料，石屑的其余部分全部代砂制备混凝土。其中胶凝材料为水泥和包含矿渣微粉的矿物掺合料。当高石粉含量石屑中含有大于4. 75mm部分，可将其代 替5-10mm石子,计入碎石用量,4. 75mm以下部分全部计量为砂。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，其实质特点在于I、利用花岗岩石屑中的部分石粉等量取代胶凝材料，石屑的其余部分全部代砂制备混凝土。其中胶凝材料为水泥和矿物掺合料。如高石粉含量石屑中含有粒径大于4. 75mm部分，可将其代替粒径5-10mm石子,计入碎石用量；粒径4. 75mm以下部分全部计量为砂。2、矿物掺合料为矿渣微粉，矿渣微粉掺量为胶凝材料总质量的10% 70%，石粉取代胶凝材料的比例为3 % 15 %。3、矿物掺合料中以粉煤灰、钢渣粉、硅灰、偏高岭土中的一种或多种等量取代矿渣微粉，其它矿物掺合料的总用量不超过矿渣微粉用量的2倍。与现有技术相比，本发明具有以下优点I、采用本方法配制石屑混凝土，可有效利用石场废弃原料，解决天然河砂不可再生资源的缺乏，同时可大量减少对天然砂的开采，保护环境，具有明显的环境、经济和社会综合效益。2、当高石粉含量石屑中含有粒径大于4. 75mm部分，可将其代替粒径5-10mm石子，计入碎石用量，粒径4. 75mm以下部分计量为砂，以达到在实际工程中利用含有较多粗粒径级配石屑制备混凝土的目的。3、采用本方法配制的混凝土，较传统的直接以高石粉含量石屑代替河砂的方法可有效降低混凝土的胶凝材料用量和减水剂用量，从而降低石屑混凝土的成本，并达到在实际工程中利用高石粉含量石屑制备混凝土的目的。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。实施例I石屑混凝土按如下重量比配制而成水泥322. 8，矿粉37. 1，石粉11. 1，碎石1074，石屑757，水187，减水剂7. 74。所配制的石屑混凝土其坍落度为160cm，初凝时间为3hl6mim,终凝时间为6h29mim，成型标准立方体试件7d压强度为34. 5MPa，28d抗压强度为44. 3MPa，抗水渗透等级为P15，抗氯离子渗透56天电通量为886库仑。实施例2石屑混凝土按如下重量比配制而成水泥167，矿粉148. 4，石粉55. 6，碎石1074，石屑802，水187，减水剂7. 74。所配制的石屑混凝土其坍落度为165cm，初凝时间为3hl0mim,终凝时间为6hl3mim，成型标准立方体试件7d压强度为30. 7MPa，28d抗压强度为40. 2MPa，抗水渗透等级为P15，抗氯离子渗透56天电通量为645库仑。实施例3石屑混凝土按如下重量比配制而成水泥85. 3，矿粉259. 7，石粉26，碎石1074，石屑772，水187，减水剂7. 74。所配制的石屑复合体系混凝土其坍落度为150cm，初凝时间为3hl5mim,终凝时间为6h22mim，成型标准立方体试件7d压强度为31. 5MPa，28d抗压强度为40. 6MPa，抗水渗透等级为P15，抗氯离子渗透56天电通量为617库仑。·
经检测，以上配比制备的混凝土，强度均符合配制强度要求；且混凝土不仅工作性能好，而且具有较好的抗渗性能、抗氯离子性能，耐久性优良，可适用于工程建设中。
权利要求
1.一种利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，其特征在于利用石屑中的部分石粉等量取代胶凝材料，石屑的其余部分全部代砂制备混凝土。其中胶凝材料为水泥和矿物掺合料。如高石粉含量石屑中含有粒径大于4. 75mm部分,可将其代替粒径5-10mm石子,计入碎石用量，粒径4. 75mm以下部分全部计量为砂。
2.根据权利要求I所述的利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，其特征在于矿物掺合料为矿渣微粉，矿渣微粉掺量为胶凝材料总质量的10% 70%，石粉取代胶凝材料的比例为3% 15%。
3.根据权利要求2所述的利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，其特征在于矿物掺合料中以粉煤灰、钢渣粉、硅灰、偏高岭土中的一种或多种等量取代矿渣微粉，其它矿物掺合料的总用量不超过矿渣微粉用量的2倍。
4.根据权利要求1-3所述的利用高石粉含量石屑制备混凝土的方法，其特征在于所述石屑为花岗岩石屑。
全文摘要
本发明涉及一种利用高石粉含量花岗岩石屑制备混凝土的方法，其特点在于利用高石粉含量石屑中所含部分石粉取代胶凝材料，石屑的其余部分全部代砂制备混凝土。其中胶凝材料为水泥和包含矿渣微粉的矿物掺合料。高石粉含量石屑中粒径大于4.75mm部分，可将其代替粒径5-10mm石子，计入碎石用量，粒径4.75mm以下部分全部计量为砂。采用本方法配制混凝土，较传统采用的直接以高石粉含量石屑代替河砂的方法，可降低混凝土的胶凝材料用量和减水剂用量，从而降低石屑混凝土的成本，以达到在实际工程中利用高石粉含量石屑或含有较多粗粒径级配石屑制备混凝土的目的。
文档编号C04B28/08GK102887692SQ201110206000
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者蒋雪琴, 谭世霖, 杨医博, 刘忠平, 周启源, 丁新榜 申请人:广东省航盛建设集团有限公司, 华南理工大学