专利名称：用于免高压蒸养工艺生产phc管桩的矿物掺合料及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土(PHC)管桩的矿物掺合料及其应用。
背景技术：
在混凝土中掺入矿物外加剂(如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰等)，可以节约水泥，降低成本；减少污染环境，符合混凝土可持续发展的思路；更重要一点是它可以改善混凝土的诸多性能。在配置混凝土时加入大量矿物掺合料，可降低温升，改善工作性，增进后期强度，并改善混凝土的内 部结构，提高抗腐蚀能力。因此将这种混合材料称为辅助胶凝材料，是高性能(不仅高强)混凝土不可缺少的组分。现有的矿物掺合料如高炉矿渣、粉煤灰、偏高龄土、煤矸石尽管能够改善混凝土的耐久性能，但早期活性低，很难满足对早期强度有要求的混凝土预制品的施工。建设工程中大量的预应力高强度混凝土(PHC)管桩，一般要求成型I至3天就能够达到强度等级C80以上，工厂中一般通过常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两道养护工艺使混凝土达到设计强度要求，工艺复杂、能耗高。因此需要制备一种超早强型高性能矿物掺合料，在改善混凝土耐久性能和工作性能的同时，能提高早期强度，使其通过一道常压蒸汽养护工艺的免高压蒸汽养护工艺就能使混凝土达到C80强度等级，从而简化PHC管桩的生产工艺、降低能耗、并提高掺合料的应用范围。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料。掺入该矿物掺合料配制出的混凝土早期强度高，后期强度持续发展，用于PHC管桩生产时免去了高压蒸汽养护环节，降低了生产能耗。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:本发明提供了一种用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料，该矿物掺合料由以下质量百分比的组分组成:超细高炉矿渣微粉60% 80%，脱硫石膏20% 40%，各组分之和为100%。所述的超细高炉矿渣微粉的技术要求为:细度D97 ( Pm) ^ 15 ym，氯离子含量(0.02%，三氧化硫含量彡4.0%，含水率彡1.0% ;超细高炉矿渣微粉在胶砂中的掺量为20%时，标准养护条件下的胶砂强度与纯水泥的基准胶砂强度的I天抗压强度比> 90%，3天抗压强度比彡115%，28天抗压强度比彡110%，流动度比彡95%。本发明对超细高炉矿渣微粉的具体种类没有限制，只要能满足上述技术要求即可。作为优选，所述的超细高炉矿渣微粉最好能满足如下技术要求:细度D97 ( um) ^ 15 iim，氯离子含量< 0.02%，三氧化硫含量(4.0%，含水率< 1.0% ;超细高炉矿渣微粉在胶砂中的掺量为20%时，标准养护条件下的胶砂强度与纯水泥的基准胶砂强度的I天抗压强度比彡100%，3天抗压强度比彡120%, 28天抗压强度比彡110%，流动度比彡95%。所述的脱硫石膏的技术要求为:附着水含量< 1.0%，二水硫酸钙含量> 93.0%，氯离子含量< 0.02%, 二氧化硅含量< 2.00%, 45 um筛余量< 20%。本发明提供的一种用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料具有如下特点:该矿物掺合料的烧失量< 3.0%，氯离子含量≤0.02%，含水率≤1.0% ;该矿物掺合料在胶砂中掺量为15%_25%时，常压蒸汽养护条件下的胶砂强度与纯水泥的基准胶砂强度的I天抗压强度比彡110%，3天抗压 强度比≥115%，28天抗压强度比彡110%，安定性良好，流动度比> 95%。本发明提供的一种用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料适合于早期强度要求较高的预制构件混凝土的配制，尤其适用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的混凝土的配制；用于配制免高压蒸养工艺生产PHC管桩的混凝土时，可等量替代水泥15%-25%。本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果:1.本发明的用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料采用将满足特定技术要求的超细高炉矿渣微粉与脱硫石膏复配制成，无需再添加任何增强剂或其他添加剂，成分简单，容易制得。本发明采用工业废弃物为主要原料，不仅原料来源广泛、成本低，同时降低了工业废渣对环境的污染，具有很好的经济性和环保效益。2.本发明的用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料配制的混凝土 I至3天强度可达C80，后期强度持续发展，且具有抗冻融和抗氯离子侵蚀性能好等优点。掺入了本发明的混凝土用于生产PHC管桩时可以免去高压蒸汽养护环节，降低生产装备要求，大大降低生产成本和能耗，减少安全隐患并节约资源，有利于我国推进资源节约型、环境友好型社会建设。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步的说明。下列实施例中原材料的来源及性能指标为:超细高炉矿渣微粉为宝钢发展有限公司新型材料分公司生产，符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣》(GB/T18046)，各项性能指标见表I。表I超细高炉矿渣微粉性能表
权利要求
1.一种用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料，其特征在于:由以下质量百分比的组分组成: 超细高炉矿渣微粉60% 80% ； 脱硫石膏20% 40%。
2.根据权利要求1所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料，其特征在于:所述的超细高炉矿渣微粉的技术要求为:细度097<1511111，氯离子含量彡0.02%，三氧化硫含量彡4.0%，含水率彡1.0%。
3.根据权利要求1所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料，其特征在于:所述的超细高炉矿渣微粉在胶砂中的掺量为20%时，标准养护条件下的胶砂强度与纯水泥的基准胶砂强度的I天抗压强度比> 90%，3天抗压强度比> 115%，28天抗压强度比彡110%， 流动度比彡95%。
4.根据权利要求1所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料，其特征在于:所述的脱硫石膏的技术要求为:脱硫石膏为工业固废电厂烟气脱硫石膏经过干燥加工而得，其附着水含量< 1.0%，二水硫酸钙含量> 93.0%，氯离子含量(0.02%, 二氧化硅含量< 2.00%, 45 um筛余量< 20%。
5.根据权利要求1所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料，其特征在于:所述的矿物掺合料的烧失量< 3.0%，氯离子含量< 0.02%，含水率(1.0%。
6.根据权利要求1所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料，其特征在于:所述的矿物掺合料在胶砂中掺量为15%-25%时，常压蒸汽养护条件下的胶砂强度与纯水泥的基准胶砂强度的I天抗压强度比彡110%，3天抗压强度比彡115%，28天抗压强度比彡110%，安定性良好，流动度比彡95%;上述的常压蒸汽养护条件宜为:静停90mirTl20min，静停温度40 V，升温段:40 V 90°C，升温时间90min，在90 V恒温4.5h 6.5h,降温段:90°C 40°C，降温 60min。
7.权利要求1至6中任一所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料的应用，其特征在于:所述的矿物掺合料适用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的混凝土的配制。
8.根据权利要求7所述的用于免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的矿物掺合料的应用，其特征在于:用于配制免高压蒸养工艺生产预应力高强度混凝土管桩的混凝土时，可等量替代水泥15%-25%。
全文摘要
本发明公开了一种用于免高压蒸养工艺生产PHC管桩的矿物掺合料，由以下质量百分比的组分组成超细高炉矿渣微粉60%～80%，脱硫石膏20%～40%。所述矿物掺合料的烧失量≤3%、氯离子含量≤0.02%，含水率≤1.0%。本发明特别适合于配制免高压蒸养工艺生产PHC管桩的混凝土，可等量替代水泥15%～25%，配制的混凝土具有早期强度高，后期强度持续发展，耐久性能好等优点；PHC管桩生产过程中免去了高压蒸汽养护环节，降低了生产装备要求和生产能耗。本发明采用电厂烟气脱硫石膏等工业废弃物为主要原料，原料来源广泛、成本低，同时降低了工业废渣对环境的污染，具有很好的经济性和环保效益。
文档编号C04B18/30GK103086627SQ20131005914
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者朱敏涛, 张 雄, 邱晔晟 申请人:同济大学, 上海市建筑构件制品有限公司