专利名称：一种自密实混凝土及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种自密实混凝土及其制备方法，特别涉及一种采用威克矿山废石替代混凝土粗细骨料、低引气聚羧酸及聚丙烯酰胺絮凝剂作为外加剂以及大掺量粉煤灰、矿粉来制备自密实混凝土的方法。
背景技术：
自密实混凝土(self-compacting concrete)拌合物具备更优良的抗分离性、充填性以及良好的穿过稠密钢筋间隙的性能。在自重作用下自行密实，并能填充到复杂形体和密筋结构的各个部位，混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。自密实混凝土工作性能优良，施工性能优异，特别是适合于各种复杂构件与造型的混凝土工程，能确保工程质量，加快工程进度，更替传统施工理念，避免由于人为因素造成的对混凝土浇筑成型质量的影响，解决了钢筋密集区无法振捣等技术难题。自密实混凝土的研究与应用，为现代混凝土施工技术的发展及体系框架构建了广阔的发展空间。自密实混凝土拓宽了结构设计的思路与自由空间，从根本上消除了因混凝土在工程施工过程中浇注困难而无法采用新型构件，自密实混凝土由于无需振捣，可以浇注形状造型、形体复杂的密集配筋结构。为建筑设计特性理念领域质的飞跃提供了极其广阔的时间操作平台。但自密实混凝土配制成本较高，与普通混凝土配合比相比，胶凝材料用量大，水泥用量相对较高。自密实混凝土的成本偏高大大制约了自密实混凝土的推广应用。但随着混凝土用量的增加，其消耗的砂石骨料等天然资源也越来越多。据估算，混凝土业现在正以每年约50亿t的速度消耗天然骨料，砂石已成为其中用量最大的产品。目前矿山废石在混凝土中应用只是替代部分混凝土骨料，替代率较低。我国现有矿山15. 3万个，据统计2000年以前，我国矿山的尾矿总量为50. 亿吨。2000年以后，每年排放尾矿达6亿吨，按此推算，现有尾矿的总量在100多亿吨左右，这些尾矿堆存占用了大量的农田、 林地，并对环境造成巨大的污染。除此之外，尾矿坝的安全问题也日显突出，据了解我国现有的尾矿坝中危、险、病尾矿库比例高达50%，安全隐患严重。现实尾矿的干排、干堆迫在眉睫。我国是一个资源大国，但人均占有的资源却非常低，因此，提高尾矿二次综合利用具有十分重要的意义。目前经济发达地区的天然河道砂石资源就基本枯竭，而大规模的基本建设高潮才开始，砂石骨料用量还要大幅度增加，按国外发展经验分析，有可能达到65-80亿t/年才能平衡。而水泥生产企业为了追求利益最大化，在生产中加入了较多掺合料需要明确具体的原因而使得水泥品质下降，水泥质量的变差使得混凝土行业不得不增加水泥的用量来保证混凝土的质量，从而增加了混凝土的生产成本。目前在使用中出现的另一个问题是，石子包裹性差，特别是在自密实混凝土的配制中，这种现象尤为明显，混凝土和易性很差。本发明不仅能解决砂石资源的缺乏问题，而且大幅提高矿山废石的利用率，降低混凝土生产的成本。
发明内容
本发明所述的自密实混凝土是取不同粒径的矿山废石替代现有技术混凝土中的粗细骨料，采用低引气聚羧酸及聚丙烯酰胺作为外加剂，以及大掺量粉煤灰、矿粉，采用二次投料法制备而成的，本发明克服了现有技术自密实混凝土抗离析性差，石子包裹性差的特点，达到经济、环保的社会效益和环境效益双赢效果。本发明采用5-20mm连续级配的矿山废石作为粗骨料，80 μ m-5mm的矿山废石作为细骨料，本发明所述的自密实混凝土的配方
如下
权利要求
1.一种自密实混凝土，由以下成分组成
2.如权利要求1所述的自密实混凝土，由以下成分组成
3.如权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于所述的低引气聚羧酸由以下方法制备按丙烯酸与聚合度为27的甲氧基Ε0/Ρ0嵌段聚醚的摩尔数之比为1. 6 :1，用对甲苯磺酸和过二硫酸钾的混合物做为催化剂，用量为丙烯酸与聚合度为27的甲氧基Ε0/Ρ0嵌段聚醚总质量的6%，把聚合度为27的甲氧基Ε0/Ρ0嵌段聚醚、对甲苯磺酸、对苯二酚加入配有电动搅拌器、温度计、蛇形回流冷凝管和油水分离器的250mL三口烧瓶中，以甲苯溶剂，力口热搅拌升温，反应温度为85°C，采用连续滴加丙烯酸的方式进行酯化，反应时间8h，真空抽取甲苯，得到聚合度为27的甲氧基Ε0/Ρ0嵌段聚醚烯丙酯大单体产物；②把30%的由3.5moL聚氧乙烯基烯丙酯、7. OmoL的丙烯酸、1. Omol丙烯酸异丁酯和占聚合单体总数的物质的量之比为0.6%的聚合度为27的甲氧基Ε0/Ρ0嵌段聚醚烯丙酯组成的混和溶液以及1500g去离子水加入5000mL四口烧瓶；③再加入50%过硫酸铵溶液同时通氮气15min并水浴加热至75°C，分别同时滴加 2-巯基乙醇、剩余的50%过硫酸铵溶液和70%的聚氧乙烯基烯丙酯大分子单体、丙烯酸、 丙烯酸异丁酯和占聚合单体总数的物质的量之比为0.6%的聚合度为27的甲氧基Ε0/Ρ0嵌段聚醚烯丙酯组成的混和溶液，池滴完；④补加少量的过硫酸铵，恒温lh，升温至95°C，滴加75g的质量浓度为30%的过氧化氢水溶液，30min滴完，恒温池；⑤降温至40°C时，以质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液调节pH为7-8，冷却至室温即得到低引气聚羧酸。
4.如权利要求2所述的自密实混凝土，其特征在于所述的聚丙烯酰胺絮凝剂的分子结构式为
5.如权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于所述的5-20mm矿山废石为连续级配，其含泥量彡1. 0%，泥块含量彡0. 5%，针片状含量彡8. 0% ；所述的80 μ m-5mm的矿山废石细度模数为2. 6-2. 9，含泥量彡3. 0%，泥块含量彡1. 0%。
6.如权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于所述的粉煤灰为45μ m筛余小于 20%。
7.如权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于所述的矿粉比表面积大于 800m2/kgo
8.如权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于所述的聚丙烯酰胺与低引气聚羧酸二者的比例为1:1-1:6。
9.如权利要求8所述的自密实混凝土，其特征在于所述的聚丙烯酰胺与低引气聚羧酸二者的比例为为1:3。
10.如权利要求1或2所述的自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤①将80μ m-5mm矿山废石、水泥、低引气聚羧酸、3/4水投入拌合机，拌合30s成为水泥砂浆；②在水泥砂浆中投入磨细矿粉颗粒和粉煤灰，拌合30s，使矿粉和粉煤灰与水泥水化析出的Ca (OH) 2发生二次水化反应；O投入5-20mm矿山废石，聚丙烯酰胺和剩余1/4水拌合60s，搅拌均勻，即得自密实混凝土。
全文摘要
本发明所述的自密实混凝土采用低引气聚羧酸及聚丙烯酰胺作为外加剂、用5—20mm连续级配的矿山废石作为粗骨料、0—5mm的矿山废石作为细骨料，以及大掺量粉煤灰、矿粉，采用二次投料法制备而成的；本发明采用引气聚羧酸结合聚丙烯酰胺絮凝剂做为外加剂，克服了现有技术自密实混凝土抗离析性差，石子包裹性差的特点，可以使新拌混凝土水泥石内部孔隙体积明显减少、水泥石更为致密、混凝土的抗压强度显著提高；本发明全部采用矿山废石替代混凝土骨料，大幅提高了矿山废石的利用率，聚丙烯酰胺的使用减少了水泥用量，从而降低混凝土的成本，且本明自密实混凝土拌合物流动性能、自密实性能、泵送性能、拆模后混凝土表观均优于现有技术。
文档编号C04B28/00GK102491694SQ20111040847
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者吴波玲, 孙占兴, 朴春爱, 武俊宇, 段遵莉, 程东惠, 聂法智 申请人:北京新航建材集团有限公司