专利名称：一种大掺量粉煤灰的混凝土的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土，特别是一种大掺量粉煤灰的混凝土。
背景技术：
随着社会的发展，大量的混凝土越来越多地用于工程建设中的同时人们对混凝土的要求也越来越高。原有的混凝土是将大量的水泥与砂石及减水剂等混合而成，混凝土的生产成本较高，而且其主要原料——水泥的生产在损耗大量能源的同时释放出几乎等量的二氧化碳等废气和废渣而造成巨大的环境污染。为了减少环境的污染和降低生产成本，申请号为02145308的中国发明专利申请公开了一种利用粉煤灰生产离心混凝土制品工艺技术方法，其利用了作为工业废渣的粉煤灰在作为混凝土掺合料时所具有的三大效应，即火山灰效应、二次反应效应、填充效应，从而使制得的混凝土无论是工作性能上还是在其后期强度上均明显高于普通混凝土，而且又利用了废物资源、保护了环境、降低了生产成本，但该混凝土由于各种原因导致其掺合的粉煤灰的用量较少(掺量在30％以内)，而对配制中低强度的混凝土来说，这恰恰是最不利于发挥粉煤灰作用的粉煤灰范围，因此现有的粉煤灰混凝土难以满足人们的要求。尽管也有人发明了用大掺量粉煤灰生产复合水泥的方法，即采用将粉煤灰聚合料后按不同比例与水泥熟料混合进行研磨而成，但该复合水泥由于粉煤灰经过粉磨，破坏了其内大量玻璃体而使其需水量发生了很大的变化，同时也影响了其性能及使用，而且将这种复合水泥应用到混凝土当中，其使用范围也是受到限制的，如地下工程防水技术规范中就有规定防水混凝土在有冻融作用时，不宜使用火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。因此如何突破混凝土中现行规范规定的粉煤灰的最大掺量，充分发挥粉煤灰的作用而减少水泥的用量及改善混凝土的工作性能和降低其生产成本，仍是混凝土工作者最关注的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种既可利用粉煤灰来大量减少水泥的用量而有效降低其生产成本和减少环境的污染，同时又能充分发挥粉煤灰的作用而改善其工作性能的大掺量粉煤灰混凝土，且该混凝土具有较高的流动性、粘聚性和耐久性，其后期强度较普通混凝土有明显增加。
本发明的技术方案是这样实现的本发明所述的粉煤灰混凝土，其特点是每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥200-350Kg粉煤灰120-300Kg水160-170Kg减水剂6.00-11.60Kg其中，上述每立方米混凝土中各主要原料的优选含量为水泥194-320Kg粉煤灰180-260Kg水170Kg减水剂6.40-7.00Kg上述每立方米混凝土中各主要原料的最佳含量为水泥225Kg粉煤灰200Kg水170Kg减水剂6.80Kg为进一步提高本发明的减水率，使其早期强度增长快，上述减水剂为由FDN型缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂。
以下为本发明与普通基准混凝土的含量及其性能对比表
注大掺量粉煤灰混凝土(FHPC)配方掺的是本发明所述的复合型减水剂；基准配方掺的是萘系(FDN型)纯减水剂。
表一
表二
从上述表一、表二的数据对照分析可知，本发明所述的大掺量粉煤灰混凝土除了大量节约了水泥的用量之外，在使用的过程中其坍落度和扩散度均较之基准配方有较大提高，说明该混凝土流动性好，特别是同时具有较高的流动性和粘聚性；同时掺粉煤灰的混凝土由于水泥的水化反应随本体温度的升高而加快，因此强度发展也要加快，大掺量粉煤灰混凝土的强度发展在低水胶比的条件下，很快通过最初的缓慢凝结与硬化期，强度的发展迅速加快，且与普通硅酸盐水泥相比，大量粉煤灰的掺加有利于减少混凝土内部由于水化热而产生的升温，即温升明显降低，使温度收缩和开裂的危险减少，同时由于温升的作用，其抗压强度在三天前就可超过普通水泥混凝土，并在后期强度增加明显，如上两表中的试验所示，本发明的混凝土在7天及28天时其强度略高于基准配方，在56天后其强度却增加明显。另外由于粉煤灰的填充效应，混凝土的密度得到了很大改善，其膨胀收缩率明显减少，这就大大提高了本发明混凝土的抗渗性，其原理是混凝土在和水泥水化的过程中析出氢氧化钙和水化铝酸钙凝胶，使水泥石中毛细孔的数量减少，孔径变小而增加了对液体和气体的渗透和扩散作用的抵抗力，即抗渗力，如上表中标号为C35代号04的混凝土其抗渗等级可达S14，能有效地阻止酸、碱、二氧化碳等有害物质的入侵，从而大大提高了混凝土的耐久性，且其密实性优良。而且由于本发明是将粉煤灰直接作为一种掺合料掺入到混凝土当中，对粉煤灰没有进行技术处理，粉煤灰加入水泥后具有降低水泥浆的粘度与屈服值的作用，即对水泥的流动性是有益的，从而使粉煤灰的性能得到了更充分的发挥。另外生产实践表明本发明所述的大掺量粉煤灰混凝土的外观十分粘稠，使其在运输和浇筑过程中不易离析，对改善均匀性有明显好处，且由于又圆又细的粉煤灰颗粒象滚珠似地分散在水泥、砂、石之间，有效地减少了它们之间的内摩擦，同时粉煤灰密度较小，特别是采用超量取代法，混凝土中胶凝物质含量增加，浆骨比也随之增大，因此大掺量粉煤灰混凝土特别有利于施工时的泵送、振捣和成型。并且本发明所述的混凝土的修饰性比基准混凝土要好，能使表面平整饱满，较容易抹面和修饰，且硬化后的混凝土色泽更为美观。此外，本发明还进行了相应的试验研究，得出粉煤灰水泥＝0.80-1.10为最佳，复合型减水剂的最佳掺量为1.5-2.2％。
综上所述，本发明由于采用在混凝土中大量掺入粉煤灰而取代了原大量水泥的用量，既充分地利用了粉煤灰在混凝土中的三大效应而加强了其工作性能，提高其混凝土的质量，同时又有效地利用了废物资源、节约了水泥、降低了生产成本和减少了环境的污染。并且由于其还采用由FDN型缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂，从而进一步的提高了本发明的减水率和加快了其早期强度的增长，而且本发明用途广泛，可应用于任何工程的任何部位，特别适用于地下防水工程，因此具有广阔的市场前景。
本发明所述大掺量粉煤灰混凝土的生产工艺简单，跟普通商品混凝土生产一样。在搅拌楼上增加一个粉煤灰罐，直接用螺旋取料器及计量器等跟搅拌机联通，即可进行生产。为了使混凝土拌合物的各种原材料搅拌更加均匀，搅拌时间需要增长10-15秒/立方米。
具体实施例方式
本发明所述的粉煤灰混凝土，每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥200-350Kg粉煤灰150-300Kg水160-170Kg减水剂6.00-11.60Kg其中，上述每立方米混凝土中各主要原料的优选含量为水泥194-320Kg粉煤灰180-260Kg水170Kg减水剂6.40-7.00Kg上述每立方米混凝土中各主要原料的最佳含量为水泥225Kg粉煤灰200Kg水170Kg
减水剂6.80Kg为进一步提高本发明的减水率，使其早期强度增长快，上述减水剂为由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂。
本发明所述混凝土的主要原料里还包括有一定含量的砂、石。
为更好地提高本发明所述混凝土的质量，上述粉煤灰一般选用II级或II级以上的优质粉煤灰，上述水泥选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐II型水泥，上述砂、石选用花岗岩碎石或优质中砂或其组合。本发明采用在每立方米混凝土中掺入花岗岩碎石1080Kg、优质中砂725Kg。
实施例一利用本发明一次性生产等级为C35S14混凝土达3000m3来制作底板，其中所用原料包括强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的硅酸盐II型42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝225∶200∶170∶6.8∶705∶1080，粉煤灰掺量达47％，且其生产工艺简单，跟普通商品混凝土生产一样，在搅拌楼上增加一个粉煤灰罐，直接用螺旋取料器及计量器等跟搅拌机联通，即可进行生产。同时为了使混凝土拌合物的各种原材料搅拌更加均匀，搅拌时间需要增长10-15秒/立方米。本实施例所制作的混凝土底板厚度为80CM，经过对其内部温度的测量，其混凝土内部绝对温度为56度，其中混凝土入模时温度为31度，且温度的升降曲线较平缓，非常有利于混凝土的温控，从而能更好地控制混凝土的收缩裂缝。经过施工单位的精心养护和半年的观察，其表面质量非常美观、没有丝毫裂缝，且其所取抗压及抗渗试件检验均能满足要求，其中56天抗压强度平均值为50.6Mpa。抗渗效果也比较理想，其中水压加至1.4Mpa，其渗透高度仅为120mm，质量非常稳定。
实施例二本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C30S14的混凝土，所用原料包括强度富余高、需水量低且跟减水剂有良好适应性的普通硅酸盐42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂和碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝210∶190∶170∶6.4∶725∶1080，粉煤灰掺量达48％，而且其生产工艺简单，跟普通商品混凝土生产一样。在搅拌楼上增加一个粉煤灰罐，直接用螺旋取料器、计量器等跟搅拌机联通，即可进行生产，并且为使混凝土拌合物的各种原材料搅拌更加均匀，搅拌时间需要增长10-15秒/立方米。从使用效果来看，该混凝土的流动性好，其坍落度和扩散度均较之基准配方有较大提高，而且其后期强度明显高于普通混凝土。并且由于其采用掺入大量粉煤灰而取代了大量水泥的用量，即每单方水泥用量减少50～100Kg，平均每立方米混凝土可节约20元，大大降低了混凝土的生产成本。
实施例三本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C30S8的混凝土，其中所用原料包括强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的硅酸盐II型42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝194∶190∶170∶6.14∶725∶1090，粉煤灰掺量达49.5％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S8。
实施例四本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C30S10的混凝土，其中所用原料包括强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的普通硅酸盐水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝200∶190∶170∶6.24∶725∶1090，粉煤灰掺量达48.7％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S10。
实施例五本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C30S12的混凝土，其中所用原料包括强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的硅酸盐II型42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝210∶190∶170∶6.44∶725∶1080，粉煤灰掺量达47.5％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S12。
实施例六本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C35S8的混凝土，其中所用原料包括强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的硅酸盐II型42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝207∶200∶170∶6.51∶725∶1080，粉煤灰掺量达49.1％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S8。
实施例七本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C35S10的混凝土，其中所用原料包括强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的硅酸盐II型42.5水泥、II级以上粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝215∶200∶170∶6.64∶710∶1080，粉煤灰掺量达48.2％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S10。
实施例八本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C35S12的混凝土，其中所用原料分别为强度富余高、需水量低，且跟减水剂有良好适应性的硅酸盐II型42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、花岗岩碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶花岗岩碎石＝225∶200∶170∶6.8∶700∶1070，粉煤灰掺量达47％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S12。
实施例九本实施例是利用本发明所述的混凝土配方生产等级为C50S8的混凝土，其中所用原料包括硅酸盐II型42.5水泥、II级粉煤灰、由萘系(FDN型)缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂及优质中砂、碎石，且每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥∶粉煤灰∶水∶复合减水剂∶中砂∶碎石＝290∶260∶160∶11.00∶670∶1010，粉煤灰掺量达47.3％，且其生产工艺与实施例一同，所得混凝土的抗渗等级为S8。
权利要求
1.一种粉煤灰混凝土，其特征在于每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥190-350Kg粉煤灰150-300Kg水160-170Kg减水剂6.00-11.60Kg
2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中各主要原料的优选含量为水泥194-320Kg粉煤灰180-260Kg水170Kg减水剂6.14-7.00Kg
3.根据权利要求2所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中各主要原料的最佳含量为水泥225Kg粉煤灰200Kg水170Kg减水剂6.80Kg
4.根据权利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述减水剂为由萘系缓凝高效减水剂和碱性减水剂混合而成的复合型减水剂。
5.根据权利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述粉煤灰为II级或II级以上的优质粉煤灰。
6.根据权利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐II型水泥。
7.根据权利要求1或2或3所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中还包括有一定含量的花岗岩碎石或优质中砂或其组合。
8.根据权利要求7所述的混凝土，其特征在于上述每立方米混凝土中花岗岩碎石的含量为1080Kg、优质中砂的含量为725Kg。
全文摘要
本发明涉及一种大掺量粉煤灰混凝土，其每立方米混凝土中各主要原料的含量为水泥190－350Kg、粉煤灰150－300Kg、水160－170Kg、减水剂6.00－11.60Kg。本发明由于采用在混凝土中大量掺入粉煤灰而取代了原大量水泥的用量，既充分地利用了粉煤灰在混凝土中的三大效应而加强了其工作性能，提高其混凝土的质量，同时又有效地利用了废物资源、节约了水泥、降低了生产成本和减少了环境的污染。
文档编号C04B28/04GK1587169SQ20041005112
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者詹国良, 覃善总, 邓旭华, 陈洪毅 申请人:广东省基础工程公司