一种FP复掺高石粉含量机制砂混凝土及其生产工艺的制作方法

一种fp复掺高石粉含量机制砂混凝土及其生产工艺
技术领域
1.本技术涉及机制砂混凝土的领域，更具体地说，它涉及一种fp复掺高石粉含量机制砂混凝土及其生产工艺。


背景技术：

2.随着我国大规模基础设施的建设，天然砂需求量日益增长，作为一种不可再生资源，优质天然砂在许多地方已近枯竭，天然砂价格昂贵且受地域和运输的影响，这不仅阻碍各类基础建设的发展，且天然砂的大量开采造成河床水位下降、水土严重流失，对周边地区的自然生态环境产生重大威胁。作为天然砂的替代品，采用机制砂进行工程建设是混凝土行业发展的趋势。
3.相关技术中，使用机制砂代替天然砂，因机制砂表面粗糙，粘结力远远大于河砂，并有石粉填充骨料空隙，可增加混凝土内部的密实性，符合混凝土密实度越高，强度越高的理论。
4.针对上述相关技术，发明人认为：在我国北方地区，使用机制砂混凝土建设道路桥梁，为了融化道路桥梁上的冰雪通常使用撒氯盐的做法，因机制砂本身存在大量裂隙，氯离子随冰雪融化后的水进入混凝土内，从而使钢筋锈蚀，影响道路桥梁使用寿命。


技术实现要素：

5.为了减少道路桥梁受氯离子影响而导致钢筋锈蚀的情况，本技术提供一种fp复掺高石粉含量机制砂混凝土及其生产工艺。
6.第一方面，本技术提供一种复合掺合料高石粉含量机制砂混凝土，采用如下的技术方案：一种复合掺合料高石粉含量机制砂混凝土，包括以下重量份的原料：粗骨料900～1000份，细骨料600～680份，掺合料120～160份，杨木纤维改性混合物150～190份，外加剂1～3份，水泥300～400份，水140～180份，所述细骨料包括机制砂，所述机制砂石粉含量为20％，所述掺合料包括粉煤灰和磷矿渣，所述粉煤灰和磷矿渣二者重量之比为2:3。
7.通过采用上述技术方案，杨木纤维改性混合物与机制砂以及掺合料混合，粉煤灰和磷矿渣填充于机制砂间隙从而提高混凝土致密度，提高混凝土抗渗性能，同时杨木纤维改性混合物对细骨料表面进行改性，一方面提掺合料与机制砂之间的连接紧密度，有效阻挡氯离子渗透进入混凝土内，另一方面对渗透的氯离子进行吸收，从而进一步有效阻挡氯离子的渗透，进而减少氯离子对钢筋的侵蚀，降低钢筋的锈蚀程度。
8.优选的，所述细骨料还包括天然砂，所述机制砂和天然砂二者重量之比为4:1。
9.通过采用上述技术方案，天然砂对机制砂间隙进行填充，从而进一步提高混凝土致密度，提高混凝土强度。
10.优选的，所述细骨料由机制砂和天然砂级配混合而成。
11.通过采用上述技术方案，细骨料级配从而有效减小混凝土间隙，提高混凝土致密
度，从而提高混凝土抗渗能力和强度。
12.优选的，所述机制砂包括4.75～2.36mm机制砂、2.36～1.18mm机制砂、1.18～0.6mm机制砂、0.6～0.3mm机制砂和石粉，所述石粉粒径＜0.075mm，所述天然砂包括0.3～0.15mm天然砂和0.15～0.075mm天然砂，所述4.75～2.36mm机制砂:2.3～1.18mm机制砂:1.18～0.6mm机制砂:0.6～0.3mm机制砂:0.3～0.15mm天然砂:0.15～0.075mm天然砂:石粉＝10:13:17:20:15:10:15。
13.通过采用上述技术方案，天然砂填充于机制砂间隙内，石粉填充于天然砂间隙以及天然砂与机制砂间隙内，从而使混凝土致密度增加，有效提高混凝土抗渗能力和强度。
14.优选的，所述杨木纤维改性混合物包括杨木纤维、丙烯酸乳液和松香乳液，所述杨木纤维、丙烯酸乳液和松香乳液三者重量之比为9～13:4～6:1。
15.通过采用上述技术方案，丙烯酸乳液将杨木纤维粘接于机制砂表面，从而便于对渗透至机制砂处的氯离子进行吸附，松香乳液促进丙烯酸乳液固化，提高杨木纤维在机制砂上的连接稳定性。
16.优选的，所述外加剂为聚羧酸减水剂。
17.通过采用上述技术方案，加入聚羧酸减水剂后可有效减少水的加入量，从而有效减少对混凝土强度的影响。
18.优选的，所述粗骨料为级配而成，所述粗骨料包括150～80mm粗骨料、80～40粗骨料、40～20粗骨料和20～5mm粗骨料，四者重量之比为3:3:2:2。
19.通过采用上述技术方案，粗骨料级配提高混凝土致密度，从而减小细骨料和水泥等原料需要填充的缝隙，减少水泥的使用，从而减缓水化反应，减少混凝土开裂对混凝土强度的影响。
20.第二方面，本技术提供一种复合掺合料高石粉含量机制砂混凝土的生产工艺，采用如下的技术方案：一种复合掺合料高石粉含量机制砂混凝土的生产工艺，包括以下步骤：将粗骨料、细骨料、杨木纤维改性混合物、掺合料、外加剂、水泥和水混合搅拌均匀制得混凝土。
21.通过采用上述技术方案，将各原料混合制得混凝土，操作简单方便。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术丙烯酸乳液和松香乳液将杨木纤维粘接于细骨料上，与其他原料混合时，松香乳液促进丙烯酸乳液固化，从而提高改性后细骨料与其他原料的结合强度，粗骨料、改性后的细骨料和掺合料等原料混合有效提高混凝土致密度，提高混凝土抗渗能力，减少渗透进入混凝土内的氯离子，同时杨木纤维对氯离子进行吸附，进一步减缓氯离子的渗透，有效降低钢筋的锈蚀程度。
23.2、本技术中将粉煤灰和磷矿渣作为复合掺合料加入混凝土中，从而有效减少水泥的使用量，减缓水化反应，减少混凝土开裂对混凝土强度的影响。
具体实施方式
24.本技术中粗骨料为碎石级配而成，150～80mm粗骨料、80～40粗骨料、40～20粗骨料和20～5mm粗骨料的重量之比为3:3:2:2；细骨料为机制砂与天然砂级配而成，机制砂与天然砂重量之比为3:1；机制砂为花岗岩机制砂，4.75～2.36mm机制砂、2.36～1.18mm机制
砂、1.18～0.6mm机制砂、0.6～0.3mm机制砂和石粉重量之比为10:13:17:20:15，石粉粒径＜0.075mm；天然砂为天然石英砂，0.3～0.15mm天然砂:0.15～0.075mm天然砂＝3:2；杨木纤维长度为400-600μm；丙烯酸乳液为水性丙烯酸乳液，采购自宿州保信新材料有限公司；松香乳液为水性松香乳液，采购自山东昌耀新材料有限公司；f为flyash即粉煤灰，选用一级粉煤灰，325目，p为phosphorus即磷矿渣，325目；聚羧酸减水剂；水泥为硅酸盐水泥p
·ⅰ62.5级；水为纯水，厂区自制。
25.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
26.实施例实施例1s1、将900kg粗骨料、450kg机制砂、150kg天然砂、48kg粉煤灰、72kg磷矿渣、90kg杨木纤维和320kg水泥混合搅拌均匀；s2、取40kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、1kg聚羧酸减水剂和140kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
27.实施例2s1、将900kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
28.实施例3s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
29.实施例4s1、将1000kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
30.实施例5s1、将950kg粗骨料、450kg机制砂、150kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
31.实施例6s1、将950kg粗骨料、510kg机制砂、170kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
32.实施例7
s1、将950kg粗骨料、450kg机制砂、150kg天然砂、48kg粉煤灰、72kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
33.实施例8s1、将950kg粗骨料、450kg机制砂、150kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
34.实施例9s1、将950kg粗骨料、450kg机制砂、150kg天然砂、64kg粉煤灰、96kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
35.实施例10s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、48kg粉煤灰、72kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
36.实施例11s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、64kg粉煤灰、96kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
37.实施例12s1、将950kg粗骨料、510kg机制砂、170kg天然砂、48kg粉煤灰、72kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
38.实施例13s1、将950kg粗骨料、510kg机制砂、170kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
39.实施例14s1、将950kg粗骨料、510kg机制砂、170kg天然砂、64kg粉煤灰、96kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
40.实施例15s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、90kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取40kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
41.实施例16s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、90kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
42.实施例17s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、90kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取60kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
43.实施例18s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取40kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
44.实施例19s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取60kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
45.实施例20s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、130kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
46.实施例21s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、130kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取40kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
47.实施例22s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、130kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取60kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到
s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
48.实施例23s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、1kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
49.实施例24s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、3kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
50.实施例25s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和320kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
51.实施例26s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和400kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
52.实施例27s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和140kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
53.实施例28s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和180kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
54.实施例29s1、将950kg粗骨料、640kg机制砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
55.实施例30s1、将1000kg粗骨料、510kg机制砂、170kg天然砂、64kg粉煤灰、96kg磷矿渣、130kg杨木纤维和400kg水泥混合搅拌均匀；
s2、取60kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、3kg聚羧酸减水剂和180kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
56.对比例对比例1s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
57.对比例2s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
58.对比例3s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
59.对比例4s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
60.对比例5s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
61.对比例6s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
62.对比例7s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、56kg粉煤灰、84kg磷矿渣和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
63.对比例8s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
64.对比例9s1、将950kg粗骨料、480kg机制砂、160kg天然砂、110kg杨木纤维和360kg水泥混合搅拌均匀；s2、取50kg丙烯酸乳液、10kg松香乳液、2kg聚羧酸减水剂和160kg水混合后加入到s1中搅拌混合均匀制得混凝土。
65.表1实施例1-30和对比例1-9原料表(kg)
性能检测试验根据gb/t 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》对实施例1-30及对比例1-9制得的混凝土的抗压强度进行检测。
66.根据gb/t 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》7.2电通量法对实施例1-30及对比例1-9制得的混凝土的抗氯离子渗透性能进行检测。
67.表2性能检测数据表
结合实施例3和对比例1-7并结合表2可以看出，通过加入杨木纤维、丙烯酸乳液和松香乳液可有效提高混凝土的抗氯离子渗透能力，主要原因应为丙烯酸乳液和松香乳液将杨木纤维粘接于机制砂上，与其他原料混合时，松香乳液促进丙烯酸乳液固化，从而提高改性后细骨料与其他原料的结合强度，粗骨料、改性后的细骨料和掺合料等原料混合有效提高混凝土致密度，提高混凝土抗渗能力，减少渗透进入混凝土内的氯离子，同时杨木纤维对氯离子进行吸附，进一步减缓氯离子的渗透。
68.结合实施3、对比例7-9并结合表2可以看出，使用粉煤灰和磷矿渣作为符合掺合料，从而有效提高混凝土的致密度，进而提高混凝土的抗氯离子渗透能力。
69.结合实施例2-14并结合表2可以看出，通过对粗骨料、机制砂、天然砂、粉煤灰和磷矿渣加入量进行选择，从而使粗骨料、细骨料和掺合料对混凝土间隙进行填充，从而进一步提高混凝土的致密度，使得混凝土的强度和抗氯离子渗透能力得到有效提高。
70.结合实施例3和实施例15-22并结合表2可以看出，对杨木纤维、丙烯酸乳液、松香乳液加入量进行选择，从而有效提高各原料之间的连接紧密性以及对氯离子的吸附能力，有效降低氯离子渗透程度。
71.结合实施例3、实施例23-28并结合表2可以看出，通过对聚羧酸减水剂、水和水泥的加入量进行选择，从而有效降低水泥水化热带来的开裂，减少对混凝土强度以及抗氯离子渗透能力的影响。
72.结合实施3和实施例29并结合表2可以看出，通过使用机制砂与天然砂级配，从而对机制砂间隙进行填充，石粉则对天然砂间隙进行填充，有效提高混凝土致密度，提高混凝土抗氯离子渗透能力和强度。
73.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。