一种用于水电混凝土的掺合料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土掺合料，具体说是一种用于水电混凝土的掺合料。
【背景技术】
[0002] 混凝土掺合料是在混凝土拌合时掺入的，是能改善混凝土性能的粉状物质。在加 入混凝土掺合料后，可以提高混凝土的各项性能，如和易性，粘聚性，可泵性；降低混凝土的 坍落度损失；降低混凝土内部早期干燥收缩，使硬化后的混凝土结构更密实，混凝土早期和 后期强度都能得到提高，抗渗、抗冻及耐化学腐蚀能力会有显著的改善，且能节约用水。
[0003] 水电工程常用的掺合料有粉煤灰、石灰石粉、磷矿渣、铁矿渣等。随着近年来我国 水电建设迅速发展，这些掺合料或者供应紧张，或者离工程运距较远不经济，多个水电工程 均面临混凝土掺合料供应不足甚至无料可用的情况。
[0004] 现代火力发电厂的锅炉以磨细煤粉为燃料，燃烧后的灰渣，因原煤灰分含量不同， 一般占原煤重量的15~40%。该灰渣有两种形态：一种是从排烟系统中用收尘设施收集下 来的细粒灰尘，叫粉煤灰，约为灰渣总重量的70~85% ;另一种是在炉膛粘结起来的粒状 灰渣，落入锅炉底部，有的结成大块，经破碎从炉底排出，叫炉底渣，约占灰渣总重的15~ 30%。火电厂的粉煤灰、炉底渣等统称为电厂灰渣。经分选或磨细后，符合相关标准（《水 工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DL/T5055 - 2007)等级的粉煤灰用作混凝土掺合料，可改 善混凝土和易性及物理力学性能，节约水泥，降低成本。对炉底渣和等级外的粉煤灰，由于 用处不大，各火电厂建厂开始就需规划堆灰场堆放，占用大量土地，造成环境问题。
【发明内容】
[0005] 为解决炉底渣和等级外的粉煤灰无再利用价值，堆放易造成环境污染以及水电工 程掺合料匮乏等问题，本发明提供一种用于水电混凝土的掺合料，以实现资源循环利用，避 免弃渣污染环境。
[0006]本发明通过下列技术方案实现：一种用于水电混凝土的掺合料，是比表面积为 500~600m2/kg的电厂灰渣（炉底渣和等级外的粉煤灰）。
[0007] 所述用于水电混凝土的掺合料的制备方法，是将电厂灰渣（炉底渣和等级外的粉 煤灰）经干燥后磨细至比表面积为500~600m2/kg，即得到掺合料。
[0008]所述干燥是干燥至含水量< 1%。
[0009]所得掺合料满足下表的技术指标：
[0010] 表1本发明所得掺合料的主要技术指标
[0011]
[0012] 本发明具备的优点和效果：本发明将炉底渣和等级外的粉煤灰经烘干后磨细，即 可完全利用作掺合料，该掺合料的性能满足设计指标要求，能代替粉煤灰用作大坝碾压混 凝土掺合料，也可用作常态混凝土掺合料。且采用该掺合料的混凝土抗压强度、劈拉强度、 轴拉强度、极限拉伸值、弹性模量、干缩、抗冻、抗渗、线膨胀系数、导热系数、绝热温升、自生 体积变形均满足工程设计要求。对于同一强度等级碾压混凝土，采用本发明的掺合料和II 级粉煤灰掺合料，其各项性能相当。由于我国水电建设迅速发展，大型水电工程的掺合料匮 乏，本发明将炉底渣和等级外的粉煤灰作为掺合料原料，既解决了水电工程掺合料料源供 应的问题，又解决了各火电厂占用大量土地堆放弃渣（炉底渣和等级外的粉煤灰）的问题。 本发明有利于资源的循环利用，解决了环境问题，且具有显著的经济和社会效益，具有良好 的推广应用价值。
【具体实施方式】
[0013] 下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0014] 实施例1
[0015] 用于水电混凝土的新型掺合料，是将攀钢504电厂麻地湾堆灰场的电厂灰渣（炉 底渣和等级外的粉煤灰）经烘干磨细至比表面积500~600m2/kg，即得到掺合料。
[0016] 实施例2
[0017]用于水电混凝土的新型掺合料，是将电厂灰渣（炉底渣和等级外的粉煤灰）经烘 干磨细至比表面积500~550m2/kg，即得到掺合料。
[0018] 实施例3
[0019]用于水电混凝土的新型掺合料，是将电厂灰渣（炉底渣和等级外的粉煤灰）经烘 干磨细至比表面积550~600m2/kg，即得到掺合料。
[0020] 将上述实施例所得掺合料用于大坝碾压混凝土和常态混凝土中，掺合料掺量分别 为60%和30%。拌制的混凝土能满足碾压混凝土大坝对掺合料的有关技术要求，也能满足 水电工程常态混凝土对掺合料的有关技术要求。
[0021] 工程应用实例：
[0022] 1.所用的混凝土原材料
[0023] 水泥：瑞安丽江水泥厂石林牌42. 5级中热硅酸盐水泥（以下简称丽江中热）。
[0024]掺合料：
[0025] ①实施例1:攀钢504电厂麻地湾堆灰场的电厂灰渣制得的掺合料（以下简称H);
[0026] ②对比例：攀钢504电厂II级粉煤灰作为掺合料（以下简称F)。
[0027] 骨料：龙洞石料场茅口组灰岩人工骨料。
[0028] 外加剂：常态混凝土采用浙江龙游五强混凝土外加剂有限责任公司生产的ZB-IA 缓凝高效减水剂和北京国水利力鹏程科技开发有限公司（原北京利力新技术开发公司）生 产的FS引气剂；碾压混凝土采用江苏博特新材料有限公司生产的JM- II (Rl)碾压混凝土 高效减水剂及该厂生产的JM-YQJ引气剂。
[0029] 试验采用的混凝土强度等级为常态混凝土 C9(I20W8F100三级配、C9(I15W6F100三级 配，碾压混凝土 C9(I20W8F100 二级配、C9(I20W6F100 三级配、C9(I15W6F100 三级配。
[0030] 2?混凝土原材料性能检测
[0031] ⑴水泥
[0032] 本次试验所用丽江中热水泥MgO含量、SO3含量、烧失量、比表面积、凝结时间、安定 性、强度等级、水化热满足GB200-2003要求。
[0033] (2)粉煤灰
[0034] 本次试验所用攀钢II级粉煤灰的SO3含量、烧失量、游离CaO含量、细度、含水量、 需水量比、放射性满足DL/T5055-2007要求。
[0035] (3)磷矿渣
[0036] 本次试验所用磷矿渣的SO3含量、烧失量、P 205含量、质量系数、含水量、比表面积、 安定性、活性指数满足DL/T5387-2007要求。放射性不合格。
[0037] (4)骨料
[0038] 调整后的茅口组石灰岩人工砂细度模数、含粉量、表观密度均满足《水工混凝土施 工规范》（DL/T 5144-2001)对细骨料的品质要求。茅口组石灰岩人工碎石表观密度、吸水 率、针片状含量均满足《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2001)对粗骨料的品质要求。小 石超径含量不满足规范要求，经过二次筛分合格后用于混凝土成型。
[0039] (5)外加剂
[0040] ZB-1A、JM-II(Rl)缓凝高效减水剂的减水率、泌水率比、抗压强度比、28天收缩 率比、抗冻等级，JM-II(Rl)减水剂的含气量均满足《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/ T5100-1999)要求，但两种减水剂凝结时间差均超过规程要求，ZB-IA减水剂含气量也超出 规程要求。
[0041] FS、JM-YQJ两种引气剂的减水率、含气量、泌水率比、凝结时间差、抗压强度比、抗 冻等级、FS引气剂28天收缩率比满足《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T 5100-1999)要 求，JM-YQJ引气剂28天收缩率比超出规程要求。
[0042] (6)掺合料
[0043] 实施例1所得掺合料H检测结果如下：
[0044] 表2掺合料H的化学成分
[0051] 表5掺入掺合料H后水泥胶砂流动度及需水量比
[0052]
[0053] 3.混凝土配合比及其试验
[0054] 将实施例1的掺合料H和对比例的掺合料F，分别进行混凝土配合比设计，其混凝 土配合比设计及试验遵照《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330 - 2005)和《水工混凝 土试验规程》（DL/T5150 - 2001)进行。
[0055] (1)混凝土配合比设计指标见表6~表7。
[0056] 表6混凝土设计指标及设计要求
[0057]
[0058] 表7混凝土设计指标及设计要求
[0059]
[0066] (3)混凝土性能试验结果
[0067] 将实施例1的掺合料H和对比例的掺合料F分别作为混凝土的掺合料，分别对所 得混凝土的各项性能进行检测，具体如下表10~表31所示。
[0068] 表10常态混凝土抗压强度
[0069]
[0113] 表29碾压混凝土抗冻性能
[0119] 通过上述配合比及其性能试验，本发明所提供的采用电厂灰渣制得的掺合料其性 能满足设计指标要求。采用该掺合料的混凝土抗压强度、劈拉强度、轴拉强度、极限拉伸值、 弹性模量、干缩、抗冻、抗渗、线膨胀系数、导热系数、绝热温升、自生体积变形均满足工程设 计要求。对于同一强度等级碾压混凝土，采用本发明的掺合料和II级粉煤灰掺合料，其单位 胶凝材料用量相等，混凝土的力学、变形等各项性能相当，抗裂性能没有很明显的规律性的 差异。
【主权项】
1. 一种用于水电混凝土的掺合料，其特征在于：该掺合料是比表面积为500~600m2/ kg的电厂灰澄。2. 根据权利要求1所述的掺合料，其特征在于：所述电厂灰渣是火力发电厂所产生的 炉底渣和等级外的粉煤灰。3. 权利要求1或2所述掺合料的制备方法，其特征在于：将电厂灰渣经干燥后磨细至 比表面积为500~600m2/kg，即得到掺合料。4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述干燥是干燥至含水量< 1 %。
【专利摘要】本发明公开一种用于水电混凝土的掺合料，是将电厂灰渣经干燥后磨细至比表面积为500～600m2/kg，电厂灰渣是火力发电厂所产生的炉底渣和等级外的粉煤灰。该掺合料的性能满足设计指标要求，能代替粉煤灰用作大坝碾压混凝土掺合料，也可用作常态混凝土掺合料。且采用该掺合料的混凝土抗压强度、劈拉强度、轴拉强度、极限拉伸值、弹性模量、干缩、抗冻、抗渗、线膨胀系数、导热系数、绝热温升、自生体积变形均满足工程设计要求。对于同一强度等级碾压混凝土，采用本发明的掺合料和Ⅱ级粉煤灰掺合料，其各项性能相当。本发明既解决了水电工程掺合料料源供应的问题，又解决了各火电厂占用大量土地堆放弃渣的问题。
【IPC分类】C04B18/14, C04B18/08
【公开号】CN104944818
【申请号】CN201510311698
【发明人】许文涛, 向弘, 徐旭, 解敏, 胡传彬, 张虹, 吕大勇, 杨梅, 易俊新, 黄毅, 李小群, 刘英强
【申请人】中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司, 大唐观音岩水电开发有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月9日