锂云母渣掺合料及其制备方法与应用_2

文档序号:9680376阅读:来源:国知局

[0023]图5为碳化龄期与混凝土碳化深度的关系。
【具体实施方式】
[0024]为了更好地解释本发明,下面结合实施例进一步说明本发明的内容,但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例,实施例不应视作对本发明的限定。
[0025]实施例1:
[0026]锂云母渣掺合料制备绿色高性能混凝土的掺合料制备工艺,具体方法如下:
[0027]按表A所示的配比选取相应的原材料配制锂云母渣掺合料[0028]表A掺合料原材料百分比(% )
[0029]
[0030] 锂云母渣的制备:选用锂辉石高温煅烧生产碳酸锂而产生的工业废渣,原渣含水 量大、结块严重,其活性Si02含量大于70%。先将其放置在105°C干燥箱中低温干燥24h,以 去除锂云母渣中的游离水分,之后将上述经低温干燥的锂云母渣从105°C干燥箱中取出,并 干燥后的结块轻轻敲碎成粉状,然后在300°C干燥箱中干燥2h,以去除锂云母渣中的结合 水,使干燥后的锂云母渣原料含水率小于1 %,备用;
[0031]硅藻土的制备:选用符合国家标准的市售的经处理且杂质含量小的硅藻土粉。将 硅藻土粉放置在105°c干燥箱中低温干燥24h,以去除硅藻土粉中的游离水分,使硅藻土粉 烘干后的含水率小于1 %,备用;
[0032]将预制的锂云母渣和硅藻土粉按各原料所占质量比例(见表A)分别称取置入水泥 球磨机内粉磨2h,将磨细粉经45μπι方孔筛测定细度,筛余〈12 % (范围分布为5.1%~ 11.68%),比表面积测定为400~1000m2/Kg,将不同筛余量细度的磨细粉混合均勾,得到本 发明的掺合料,即锂云母渣掺合料。
[0033] 实施例2
[0034]锂云母渣掺合料制备的绿色高性能混凝土的制备方法,具体步骤如下:
[0035] (1)原材料制备
[0036]水泥,选取市售的符合国家标准的42.5级普通硅酸盐水泥;锂云母渣掺合料,选用 按实施例1所述的掺合料制备工艺所得掺合料,含水率小于1 %、比表面积测定为400~ 1000m2/Kg,等量取代水泥,取代率为胶凝材料质量的0%~40% ;粗细骨料,选取市售的符 合标准GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》和GB/T14684-2011《建筑用砂》的河砂中砂,细 度模数为2.8,含泥量0.5%和连续级配5~25mm的碎石,含泥量1 %,清洗烘干后备用;高效 减水剂,选用聚羧酸盐高效减水剂,经过试配调整,得到减水剂的掺量范围为胶凝材料总质 量的0.7%~1.85%,减水率为20%~27%。
[0037] (2)混凝土配制方法
[0038]将预制的锂云母渣掺合料、水泥、粗细骨料、高效减水剂和水,按各原料所占质量 百分比分别称取,先将称好的减水剂和水混合均匀,然后将称好的水泥、锂云母渣掺合料、 细骨料和减水剂混合水倒入搅拌机中,搅拌机转速为45r/min,搅拌60s后,将粗骨料碎石投 入到搅拌机,搅拌60s;将拌好的混凝土倒出,即得本发明的混凝土。
[0039] 依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》,制作尺寸lOOmmX100mmX100mm的锂云母渣掺合料绿色高性能混凝土试件,标准养护后分别测定其7d、28d和 60d的抗压强度。
[0040] 所述的锂云母渣掺合料是按实施例1制备方法得到的掺合料,一共分三类,经过将 该掺合料按胶凝材料质量的10 %~30 %等量代替水泥配制混凝土,发现三类掺合料对混凝 土抗压强度的影响差别不大,但也会随着硅藻土比例的增大而有所增加,所以硅藻土比例 有优化空间,可适当增加。故以下将按第一类配比混合得到的掺合料,按胶凝材料质量的 10%~40%等量代替水泥,配制C30~C60锂云母渣掺合料绿色高性能混凝土。并将不含本 发明掺合料的普通混凝土作为对比试件,混凝土的配合比及抗压强度结果具体见表1~4。
[0041]表1C60锂云母渣掺合料绿色高性能混凝土配合比及抗压强度结果(注:锂云母渣 掺合料的掺量为胶凝材料质量的10 %~30%,按重量百分比计,混凝土所用原料如下:水泥 14.77 %~18.99 %,锂云母渣掺合料2.11 %~6.33%,砂子28.67 %,石子43.0 %,高效减水 剂0.8%~1.68%,水7.22%。)
[0042]
[0043] 表2C45~C50锂石母澄掺合科绿色高性能混凝土配合比及抗压强度(注:锂石母澄 掺合料的掺量为胶凝材料质量的10 %~30%,按重量百分比计,混凝土所用原料如下:水泥 12.65%~16.27%,锂云母渣掺合料1.80%~5.42%,砂子31.34%,石子43.28%,高效减 水剂1.0% ~1.77%,水7.30%。)
[0044]
[0045] 表3C40锂云母渣掺合料绿色高性能混凝土配合比及抗压强度结果(注:锂云母渣 掺合料在混凝土中的掺量为胶凝材料质量的10%~40%,按重量百分比计,混凝土所用原 料如下:水泥9.48 %~14.22 %,锂云母渣掺合料1.58 %~6.32 %,砂子33.81 %,石子 43 · 03%,高效减水剂0 · 8% ~1 · 85%,水7 · 37%。)
[0046]
[0047] 表4C30锂云母渣掺合料绿色高性能混凝土配合比及抗压强度结果(注:锂云母渣 掺合料在混凝土中的掺量为胶凝材料质量的10%~30%,按重量百分比计,混凝土所用原 料如下:水泥9.82 %~12.63 %,锂云母渣掺合料1.40 %~4.21 %,砂子36.12 %,石子 42·41 %,高效减水剂0·71 %~1 ·29%,水7·44%。) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ξ
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[0049] 从表1~4中可以看出用该方法制备的掺合料等量取代10 %~40 %水泥配制的混 凝土试块,均达到相应混凝土的强度等级要求,并且锂云母渣掺合料掺量在20 %时抗压强 度最高,即最优掺量。此外,锂云母渣混凝土早期抗压强度与普通混凝土相当或比普通混凝 土试块稍小,28d抗压强度相当,60d抗压强度有较大提高并大于普通混凝土试块,最大提升 幅度高达46.64%。因为锂云母渣和硅藻土具有很高的活性,能与混凝土水化反应产物发生 二次反应,从而增强混凝土的致密性,提高其抗压强度。
[0050] 实施例3
[00511锂云母渣掺合料制备绿色高性能混凝土的耐久性能:
[0052] (1)利用三类配比得到的锂云母渣掺合料配制混凝土 (W/B= 0.4),锂云母渣掺合 料在混凝土中的掺量为胶凝材料质量的20%,并与不含本发明掺合料的普通混凝土作为对 比试件,测定抗氯离子渗透性能,结果见表5所示。
[0053]表5锂云母渣掺合料绿色高性能混凝土抗氯离子渗透性结果
[0054]
[0055] 从表5可知,掺加了锂云母渣掺合料的混凝土的6h电通量〈1000库仑,是未掺本发 明掺合料的混凝土的6h电通量的27%,具有显著的抗氯离子渗透性能,显著地提升了混凝 土的耐久性能。
[0056] (2)混凝土抗酸雨和碳化腐蚀性能:
[0057] 利用实施例2中表3的C40混凝土配合比,其中锂云母渣掺合料选用0、20%、40 %三 种情况,按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能方法标准》制作尺寸100mmX100mmX100mm的混凝土试 件,养护1l〇d,其中标准养护30d,自然养护80d,分别测试混凝土的抗酸雨和抗碳化等相关 性能。
[0058] 1)混凝土抗酸雨腐蚀性能
[0059]酸雨腐蚀模拟环境是利用酸雨喷淋的干湿循环侵蚀70d,模拟酸雨PH值为2.0,经 酸雨侵蚀70d后各混凝土时间的质量损失、抗压强度和中性化深度的变化情况分别如图1~ 3所示。
[0060] 由图1可知,同PH值下,未掺锂渣的普通混凝土随着龄期的增长,质量损失率增长 较快,掺锂渣20 %和40 %的混凝土质量损失较小,最低损失率分别是普通混凝土的51.3 %
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