碱激发混凝土及其制备方法_2

文档序号:9836833阅读:来源:国知局
/kg的超细矿粉为原料,按一定比例将硅钙渣微粉、矿粉、超细矿粉混合均匀,制备 得到碱激发胶凝材料粉料;
[0037] (3)制备碱激发混凝土:将碱激发胶凝材料粉料、粗集料、细集料、水按比例加入混 凝土搅拌机中搅拌均匀,再加入一定模数的液体水玻璃,搅拌均匀,制备得到碱激发混凝 土。本实施例中细集料为中粗河砂,细度模数为2.8,粗集料为碎石,采用连续级配、粒径分 别为5~10mm和10~20mm的碎石配制而成,质量比为4:6。
[0038] 实施例2
[0039] 固定硅钙渣微粉:矿粉:超细矿粉的质量比例为70: 15: 15,选择水玻璃(Na20 · nSi02)的模数为2.40,重复实施例1中的方法制备碱激发混凝土。碱激发胶凝材料粉料、粗 集料、细集料、水、水玻璃的质量比例如表1所示。
[0040] 参照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行所制得的碱激 发混凝土的坍落度性能测试。测试结果如表2所示。
[0041] 参照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行所制得的碱激发 凝土试样的抗压强度测试。测试结果如表2所示。
[0042] 参照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行所制 得的碱激发混凝土试样的抗冻融循环性能测试(快冻法)。测试结果如表3所示。
[0043] 参照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行所制 得的碱激发混凝土试样的抗硫酸盐侵蚀性能测试。测试结果如表4所示。
[0044] 实施例3
[0045] 固定硅钙渣微粉:矿粉:超细矿粉的质量比例为70: 15: 15,选择水玻璃(Na20 · nSi02)的模数为2.40,重复实施例2进行本实施例的碱激发混凝土制备、對落度测试、抗压 强度测试、抗冻融循环性能测试以及抗硫酸盐侵蚀性能测试。碱激发胶凝材料粉料、粗集 料、细集料、水、水玻璃的质量比例如表1所示。坍落度性能及抗压强度性能结果如表2所示。 抗冻融循环性能结果如表3所示。抗硫酸盐侵蚀性能结果如表4所示。
[0046] 实施例4
[0047] 固定硅钙渣微粉:矿粉:超细矿粉的质量比例为70: 15: 15,选择水玻璃(Na20 · nSi02)的模数为2.40,重复实施例2进行本实施例的碱激发混凝土制备、對落度测试、抗压 强度测试、抗冻融循环性能测试以及抗硫酸盐侵蚀性能测试。碱激发胶凝材料粉料、粗集 料、细集料、水、水玻璃的质量比例如表1所示。坍落度性能及抗压强度性能结果如表2所示。 抗冻融循环性能结果如表3所示。抗硫酸盐侵蚀性能结果如表4所示。
[0048] 实施例5
[0049] 固定硅钙渣微粉:矿粉:超细矿粉的质量比例为70: 15: 15,选择水玻璃(Na20 · nSi02)的模数为2.40,重复实施例2进行本实施例的碱激发混凝土制备、對落度测试、抗压 强度测试、抗冻融循环性能测试以及抗硫酸盐侵蚀性能测试。碱激发胶凝材料粉料、粗集 料、细集料、水、水玻璃的质量比例如表1所示。坍落度性能及抗压强度性能结果如表2所示。 抗冻融循环性能结果如表3所示。抗硫酸盐侵蚀性能结果如表4所示。
[0050] 实施例6
[0051 ]固定硅钙渣微粉:矿粉:超细矿粉的质量比例为70 : 15 : 15,选择水玻璃(Na20 · nSi02)的模数为2.40,重复实施例2进行本实施例的碱激发混凝土制备、對落度测试、抗压 强度测试、抗冻融循环性能测试以及抗硫酸盐侵蚀性能测试。碱激发胶凝材料粉料、粗集 料、细集料、水、水玻璃的质量比例如表1所示。坍落度性能及抗压强度性能结果如表2所示。 抗冻融循环性能结果如表3所示。抗硫酸盐侵蚀性能结果如表4所示。
[0052]表1实施例2-6所制得碱激发混凝土的配比
[0053]
[0054]表2实施例2-6所制得碱激发混凝土的坍落度和抗压强度
[0055]
[0056] 由表知,实施例2-6所制备的碱激发混凝土的坍落度为10~240mm,7d抗压强度为 7d抗压强度为37.9~43.8MPa,28d抗压强度为53.5~56.4MPa,90d抗压强度为68.0~ 74.3MPa。这说明本发明的碱激发混凝土具有优异的工作及强度性能。可达到C40等级混凝 土的要求。
[0057] 从表中还可知,增大胶凝材料(碱激发胶凝材料粉料+水玻璃)含量虽然对所制备 混凝土的强度性能作用并不明显,但可显著改善所制备混凝土的工作性能一一胶凝材料含 量超过19.5 % (实施例6:16.7 %胶凝材料粉料+2.8 %水玻璃)后,所制备混凝土的坍落度可 达200mm以上。
[0058]众所周知,胶凝材料含量是决定混凝土成本的主要因素之一。因此,综合考虑工作 性能、强度性能以及经济因素,选择所制备碱激发混凝土的优化配合比为:16.7%碱激发胶 凝材料粉料、39.7 %粗集料、32.5 %细集料、8.3 %水、2.8 %水玻璃(Na20 · 2.40Si02)。
[0059]表3实施例2-6所制得碱激发混凝土的抗冻性能
[0060]
[0061] 注:上表所述的对照混凝土为采用P · I 42.5硅酸盐水泥为胶凝材料,以相同配比 制备的硅酸盐水泥混凝土。表示试样已破坏,未继续进行测试。
[0062] 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》规定,以 相对动弹性模量P下降至初始值的60%或者质量损失率达5%时的最大冻融循环次数作为 混凝土抗冻等级,用符号F表示。
[0063] 由表知,实施例2-6所制备的碱激发混凝土和对照硅酸盐水泥混凝土的质量损失 率随冻融循环次数的增加而逐渐增加,相对动弹模量均随冻融循环次数的增加而逐渐降 低。在试验配比条件下,实施例2-6中作为对照的硅酸盐水泥混凝土经100~400次冻融循环 后,试样发生了不同程度的破坏,而以相同配比制备的碱激发混凝土经700次冻融循环后试 样才达到破坏标准。这说明与硅酸盐水泥混凝土相比,本发明的碱激发混凝土具有优异的 抗冻融循环性能,可适用于严寒地区混凝土建筑物的制备。
[0064] 表4实施例2-6所制得碱激发混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能
[0065]
[0066]
[0067] 注:上表所述的对照混凝土为采用P · I 42.5硅酸盐水泥为胶凝材料,以相同配比 制备的硅酸盐水泥混凝土。表示试样已破坏,未继续进行测试。
[0068] 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》规定,以 混凝土强度耐蚀系数下降到75%时的最大干湿循环次数作为混凝土抗硫酸盐等级,以符号 SR表示。
[0069] 由表知,经硫酸盐侵蚀后,实施例2-6中作为对照的硅酸盐水泥混凝土的强度降 低,相应地其耐蚀系数也降低-经30~90次循环后,硅酸盐水泥混凝土发生了不同程度的破 坏。而以相同配比制备的碱激发混凝土经210次循环后试样仍未破坏,其强度反而出现了一 定程度的提高。这是由于在碱激发材料领域,Na 2S04是一种具有一定效果的碱激发剂。因此, 在抗硫酸盐侵蚀性能测试过程中,碱激发混凝土中胶凝材料粉料的活性被进一步激发,混 凝土试样的强度进一步提高。
[0070] 综上所述,与硅酸盐水泥混凝土相比,本发明的碱激发混凝土具有优异的抗硫酸 盐侵蚀性能,可适用于海洋环境下混凝土建筑物的制备。
[0071] 实施例7
[0072]以硅钙渣微粉、比表面积400m2/kg的矿粉、比表面积600m2/kg的超细矿粉为原料, 按下表5中所示比例将硅钙渣微粉、矿粉、超细矿粉混合均匀,制备得到碱激发胶凝材料粉 料;
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