一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法，所述混凝土砌块包括胶凝材料、砂子、减水剂、激发剂和水，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和矿粉，所述粉煤灰和所述矿粉按1：1的比例复合掺加，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的60%-100%。本发明利用粉煤灰和矿粉复合掺加的方式减少了现有混凝土中水泥的使用量，具有节能环保的优点，同时也提高了现有混凝土砌块的强度。
【专利说明】一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料【技术领域】，特别涉及一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着混凝土技术的不断发展，特别是高性能混凝土的设计要求提高后，在混凝土中单独使用水泥作为胶凝材料已不能满足实践工程的要求，适量的掺入矿物掺合料是配制具有良好工作性能混凝土砌块的重要途径之一。粉煤灰、矿渣都是属工业废渣，它们资源丰富、价格低廉，含有大量活性成分，该活性成分在水泥水化的碱性环境下可以被激发，从而形成胶凝物质，用以代替水泥作为混凝土的胶凝材料，既可以很好降低使用水泥制作混凝土的成本问题，还可以较好解决工业废料堆放问题，有利于生态环境，而且粉煤灰、矿渣掺入混凝土后，还可提高混凝土砌块抗化学侵蚀能力，不同层次地改善混凝土砌块的工作性能。因此粉煤灰、矿渣是当前墙体改性材料理想的掺合料。
[0003]虽然粉煤灰在混凝土中应用技术已经相当成熟，混凝土中掺加粉煤灰可以改善混凝土的较多性能，但它掺加到混凝土后也有一个致命的弱点，即会降低混凝土的早期强度，因此要想利用好粉煤灰必须解决好这一问题。同样矿粉应用到混凝土中也有较长的历史，但矿粉的和易性差，掺入混凝土中会影响混凝土的流动性、可泵性、粘聚性。因此，要发挥矿粉的优良效应 ，也必须解决矿粉的和易性问题。
[0004]
【发明内容】
[0005]为解决以上问题，本发明通过用不同掺加量的粉煤灰、矿粉来取代水泥，并加入一定的激发剂激发其潜在活性，制备出混凝土砌块，通过测定砌块的力学性能，最终确定粉煤灰、矿粉的最佳掺加量，得到胶凝材料优化后的配合比，最终生产出工作性能优异、强度和耐久性满足要求的混凝土砌块。
[0006]本发明的目的在于提供一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法，其能够使粉煤灰和矿粉发挥优势和互补作用，其中矿粉掺入混凝土中的一大作用就是增强，特别是使混凝土早期强度有明显的提高。同时，粉煤灰掺入混凝土中可以很好解决混凝土的和易性问题。因此，本发明提供的混凝土砌块及其制备方法能够很好地提高混凝土各项性能指标。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供了一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块，其包括胶凝材料、砂子、减水剂、激发剂和水，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和矿粉，所述粉煤灰和所述矿粉按1:1的比例复合掺加，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的60%-100%。
[0008]优选的，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%_80%。[0009]优选的，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%。
[0010]进一步的，所述激发剂为Na2S04。
[0011] 为了实现上述目的，本发明还提供了一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
a)胶凝材料的制备:分别称取配比重量份的水泥、粉煤灰和矿粉，所述水泥的掺加量为所述胶凝材料的0%_100%，所述粉煤灰和所述矿粉按1:1的比例复合掺加，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为所述胶凝材料重量的60%-100% ;将所述水泥、所述粉煤灰和所述矿粉与水混合并搅拌均匀，制成胶凝材料；
b)将砂子、减水剂和激发剂加入经过步骤a)制备的物料中并搅拌均匀；
c)利用砌块成型机将搅拌均匀的混合物料压制成型，制成砌块坯体；
d)将成型的砌块坯体静置、养护，制得砌块成品。
[0012]进一步的，所述胶凝材料中所述水泥、所述粉煤灰和所述矿粉的整体重量与水的比例为2:5。
[0013]进一步的，所述激发剂为Na2SO4，本发明中掺加激发剂主要作用在于激发矿粉和粉煤灰的早期活性，提高其早期强度的发展。
[0014]优选的,所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%_80%。
[0015]优选的，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%。
[0016]本发明中，矿粉、粉煤灰和水泥组成胶凝材料，将矿粉、粉煤灰复合掺入混凝土后，水化过程会互相激发而产生复合胶凝效应。在上述三者组成的复合胶凝体系中，水泥的活性最高，其次是矿粉，最后是粉煤灰，所以当三种材料聚集在混凝土中，水泥最先水化，生成水化硅酸钙(CSH)和水化硫铝酸钙(CASH)及Ca(OH)2等；矿粉、粉煤灰具有潜在水硬性，含大量火山灰性质的物质,水泥水化后生成的Ca(OH)2和水泥中的石膏都会对矿粉、粉煤灰的水化起着诱导激发作用，因为矿粉的水化活性比粉煤灰高，在水泥浆体中矿粉的水化反应比粉煤灰的快，而矿粉的水化又有助于水化硅酸钙(CSH)凝胶的增加，同时矿粉析出的CaO促进粉煤灰颗粒中铝、硅相的溶解，使水化液相中的铝、硅的浓度增加，这些都对加速矿粉和粉煤灰的水化进程起了促进作用；矿粉的活性与粉煤灰不同，它具有自身水硬性，与粉煤灰复掺加后不只是简单的混合。采用复合掺加方式并优化设计了掺加比例，使两种混合材料取长补短，就可使材料在性能上产生一定的互补作用，有效的提高混凝土各项性能，弥补单独掺加粉煤灰使混凝土早期强度降低的缺陷，保证硬化后的混凝土结构更密实，促进混凝土砌块早期和后期强度都能得到有效地提高。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面将结合具体的实施方式来对本发明所述的一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法做出进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本发明技术方案的不当限定。
[0019]实施例一
一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法，按水泥90 g、减水剂
2.25 g、粉煤灰180g、矿粉180g、激发剂13.5g、砂子1350 g、水180ml备料，将所述粉煤灰、矿粉和水泥和适量水搅拌均匀后加入所述激发剂、减水剂和砂子，并加水搅拌均匀。利用砌块成型机将搅拌均匀的混合物料压制成型，制成砌块坯体，将成型的砌块坯体静置、养护，制得砌块成品。所述混凝土砌块的7d抗折强度和抗压强度分别为7.2IMPa和34.6MPa，28d抗折强度和抗压强度分别为7.6MPa和37.1MPa0
[0020]实施例二
一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法，按水泥135g、减水剂2.25 g、粉煤灰157.5g、矿粉157.5g、激发剂13.5g、砂子1350 g、水180ml备料，将所述粉煤灰、矿粉和水泥和适量水搅拌均匀后加入所述激发剂、减水剂和砂子，并加水搅拌均匀。利用砌块成型机将搅拌均匀的混合物料压制成型，制成砌块坯体，将成型的砌块坯体静置、养护，制得砌块成品。所述混凝土砌块的7d抗折强度和抗压强度分别为7.22MPa和38.4MPa，28d抗折强度和抗压强度分别为8.43MPa和42.8MPa。
[0021]实施例三
一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块及其制备方法，按水泥180g、减水剂
2.25 g、粉煤灰135g、矿粉135g、激发剂13.5g、砂子1350 g、水180ml备料，将所述粉煤灰、矿粉和水泥和适量水搅拌均匀后加入所述激发剂、减水剂和砂子，并加水搅拌均匀。利用砌块成型机将搅拌均匀的混合物料压制成型，制成砌块坯体，将成型的砌块坯体静置、养护，制得砌块成品。所述混凝土砌块的7d抗折强度和抗压强度分别为7.3MPa和39.3MPa，28d抗折强度和抗压强度分别为8.95MPa和45.8MPa。 [0022]需要注意的是，所公开实施例的上述说明使得本领域专业技术人员能够显而易见地对于本实施例进行多种类似变化和修改，这种类似变化是本领域技术人员能从发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。因此本发明不会受到该实施例的限制。
【权利要求】
1.一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块，其特征在于，所述混凝土砌块包括胶凝材料、砂子、减水剂、激发剂和水，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和矿粉，所述粉煤灰和所述矿粉按1:1的比例复合掺加，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的60%-100%ο
2.如权利要求1所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块，其特征在于，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%-80%。
3.如权利要求2所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块，其特征在于，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%。
4.如权利要求1所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块，其特征在于，所述激发剂为Na2SO4。
5.一种以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a)胶凝材料的制备:分别称取配比重量份的水泥、粉煤灰和矿粉，所述水泥的掺加量为所述胶凝材料的0%-100%，所述粉煤灰和所述矿粉按1:1的比例复合掺加，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为所述胶凝材料重量的60%-100% ;将所述水泥、所述粉煤灰和所述矿粉与水混合并搅拌均匀，制成胶凝材料； b)将砂子、减水剂和激发剂加入经过步骤a)制备的物料中并搅拌均匀； c)利用砌块成型机将搅拌均匀的混合物料压制成型，制成砌块坯体； d)将成型的砌块坯体静置、养护，制得砌块成品。
6.如权利要求5所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述胶凝材料中所述水泥、所述粉煤灰和所述矿粉的整体重量与水的比例为2:5。
7.如权利要求5所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述激发剂为Na2S04。
8.如权利要求5所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%-80%。
9.如权利要求8所述的以粉煤灰和矿粉为胶凝材料的混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰和所述矿粉的掺加量为胶凝材料重量的70%。
【文档编号】C04B7/26GK103755251SQ201310725606
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】吴辉琴, 彭杰 申请人:广西科技大学