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CN113735481A - 一种复合早强型矿物掺合料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合早强型矿物掺合料及其制备方法和应用 Download PDF

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CN113735481A
CN113735481A CN202110996212.XA CN202110996212A CN113735481A CN 113735481 A CN113735481 A CN 113735481A CN 202110996212 A CN202110996212 A CN 202110996212A CN 113735481 A CN113735481 A CN 113735481A
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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种复合早强型矿物掺合料及其制备方法和应用。该复合早强型矿物掺合料包括粉煤灰、矿粉、氟石膏和复合外加剂，所述复合早强型矿物掺合料中各组分的质量比为：粉煤灰：矿粉：氟石膏：复合外加剂＝(30～50)：(30～50)：(10～20)：(10～20)；其中，以重量份数计，所述复合外加剂包括：甲酸钙20～30份、硫酸铝20～30份、硫酸钠10～20份、碳酸钠10～20份和熟石灰20～30份。该复合早强型矿物掺合料不仅可实现固体废弃物的利用，避免环境污染，还有助于提高水泥混凝土的抗压强度，改善混凝土的使用性能。

Description

一种复合早强型矿物掺合料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种复合早强型矿物掺合料及其制备方法和应用。
背景技术
固体废弃物，尤其是大宗固体废弃物，具有量大面广和环境影响突出等特点，但由于各具有特点，在混凝土中单独利用时，往往会影响混凝土的某些性能，如粉煤灰会影响混凝土的早期强度、矿粉会增加泌水和加大收缩等特点，由此影响其使用量。
因此，有待于对固体废弃物进行进一步的研究，以在实现固体废弃物的重新利用、避免固体废弃物对环境造成污染的同时，改善混凝土的使用性能。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种复合早强型矿物掺合料，以解决固体废弃物污染环境和单独使用时造成混凝土性能变差的问题。
本发明的目的之二在于提供所述复合早强型矿物掺合料的制备方法。
本发明的目的之三在于提供所述复合早强型矿物掺合料的用途。
本发明的目的之一通过采用如下技术方案实现：一种复合早强型矿物掺合料，所述复合早强型矿物掺合料包括粉煤灰、矿粉、氟石膏、复合外加剂；
所述复合早强型矿物掺合料中各组分的质量比为：粉煤灰：矿粉：氟石膏：复合外加剂＝(30～50)：(30～50)：(10～20)：(10～20)；
其中，以重量份数计，所述复合外加剂包括：甲酸钙20～30份、硫酸铝20～30份、硫酸钠10～20份、碳酸钠10～20份和熟石灰20～30份。
优选地，所述氟石膏为硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，且比表面积不小于300m2/kg。
优选地，所述粉煤灰为电厂干排灰。
优选地，所述矿粉为S95级以上的矿粉。
优选地，所述甲酸钙为市售工业级甲酸钙，为固体粉末状，其含量为98％(质量百分数)及以上。
优选地，所述硫酸铝为符合化工行业标准《工业硫酸铝》HG/T 2225-2010中I类或II类硫酸铝固体粉末颗粒；
更优选地，所述硫酸钠为符合化工行业标准《化妆品用硫酸钠》HG/T 4535-2013表1中无水硫酸钠固体粉末颗粒。
优选地，所述碳酸钠为符合国标《工业碳酸钠》GB210-1992中一等品和/或合格品要求的工业纯碱(II类或III类均可)；
更优选地，所述熟石灰粉为符合建材行业标准《建筑消石灰粉》JC/T481-92中一等品和/或合格品要求的消石灰粉。
本发明的目的之二通过采用下述技术方案实现：如上所述的复合早强型矿物掺合料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1，将甲酸钙、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠和熟石灰按照比例混合均匀，得到复合外加剂；
步骤S2，将粉煤灰、矿粉、氟石膏和所述复合外加剂按照比例混合均匀，得到复合早强型矿物掺合料。
本发明的目的之三通过采用下述技术方案实现：如上所述的复合早强型矿物掺合料在混凝土中的应用。
优选地，所述混凝土包括硅酸盐水泥和复合早强型矿物掺合料，所述硅酸盐水泥与所述复合早强型矿物掺合料的质量比为(20～80):(20～80)。
优选地，所述混凝土还包括减水剂和砂。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明的复合早强型矿物掺合料主要由固体废弃物(粉煤灰、矿粉和氟石膏)组成，不仅可有效实现固体废弃物的利用，避免环境污染，该复合早强型矿物掺合料还可起到提高水泥的抗压强度的作用。
本发明的复合早强型矿物掺合料与硅酸盐水泥按照(20-80):(20-80)的质量比复配后制得的胶凝材料，相对于硅酸盐水泥，具有更好的抗压强度。
本发明的复合早强型矿物掺合料具有以较大比例取代硅酸盐水泥时，不仅大幅提高混凝土的1d抗压强度，而且还能使混凝土28d的抗压强度有提高。
本发明的水泥混凝土对生产设备及人员要求低，生产周期短，生产成本低，全过程不仅不产生三废，而且能利用固体废弃物，不影响环境。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明实施例中的复合外加剂的制备流程图；
图2为本发明实施例中的复合早强型矿物掺合料的制备流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明针对固体废弃物(粉煤灰、矿粉、氟石膏等)对环境造成影响，且单独应用于混凝土中会造成混凝土的使用性能变差的问题，提供一种复合早强型矿物掺合料。该复合早强型矿物掺合料不仅有助于实现固体废弃物的重新利用，还可起到改善水泥和/或混凝土性能的作用。
该复合早强型矿物掺合料包括粉煤灰、矿粉、氟石膏、复合外加剂；以重量份数计，所述粉煤灰、矿粉、氟石膏和复合外加剂的质量比为，粉煤灰：矿物：氟石膏：复合外加剂＝(30～50):(30～50)：(10～20)：(10～20)。例如30:30:10:10、30:50:20:20、40:30:10:10、50:30:10:10、45:30:10:10、45:50:10:10、45:30:20:10、45:40:10:20、40:50:15:15或40:50:20:15。
按照重量份数计，复合外加剂包括：甲酸钙20～30份(例如20份、22份、24份、26份、28份或30份)、硫酸铝20～30份(例如20份、22份、24份、26份、28份或30份)、硫酸钠10～20份(例如10份、12份、14份、16份、18份或20份)、碳酸钠10～20份(例如10份、12份、14份、16份、18份或20份)和熟石灰20～30份(例如20份、22份、24份、26份、28份、或30份)。
粉煤灰是燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰，主要化学成分包括SiO2、Al2O3等，粉煤灰用于制备混凝土，具有以下效应：一是粉煤灰的“形态效应”，粉煤灰中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密，能起到减水的作用；二是粉煤灰的“活性效应”，粉煤灰中SiO2、Al2O3可以与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，但由于该反应速度较慢，会影响混凝土的早期强度；三是粉煤灰的微集料效应，粉煤灰中很小的微珠和碎屑，可以完善水泥混凝土中的微细颗粒组分。但是，如果粉煤灰中含有较多的未燃尽的炭粒，会对混凝土的性能产生不利的影响。
矿粉(高炉矿渣微粉)是用水淬高炉矿渣，经干燥、粉磨等工艺处理后得到的高细度和高活性粉料，它的主要化学成分为SiO2、Al2O3和CaO等。矿粉一是可以与硅酸盐水泥发生协同水化反应，二是可以优化胶凝材料的颗粒粒径，从而有效提高混凝土的抗压强度，降低混凝土的成本，同时对抑制碱骨料反应，降低水化热等有较好的作用，但单独使用，易造成混凝土拌合物的离析和硬化阶段的收缩开裂等。
氟石膏是采用硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，主要为无水硫酸钙，自身活性低，但可以与硅酸盐水泥和矿粉中的铝酸钙类矿物生成钙矾石，从而起到优化胶凝材料水化产物的作用。
复合外加剂可以提供Ca2+、SO4 2-、CO3 2-、Na+、OH-等，一是有利于粉煤灰和矿粉活性的激发，二是有利于早期水化产物的生成。
本发明通过将粉煤灰、矿粉和氟石膏按照特定比例配比，并加入特定比例的复合外加剂，复合外加剂中的甲酸钙、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠和熟石灰按照特定比例配合使用，使得甲酸钙可以缩短硅酸盐水泥的水化诱导期，使其加速其提前，水化温峰出现时间提前，从而增大早期的水化放热速率和放热量；硫酸铝为体系提供SO4 2-和Al3+，从而有利于早期钙矾石的生成；硫酸钠一是为体系提供SO4 2-，有利于早期钙矾石的生成；二是为体系提供Na+，对粉煤灰和矿粉活性的激发有利；碳酸钠一是为体系提供CO3 2-，与体系中的Ca2+反应生成CaCO3，从而对早期强度有利；二是为体系提供Na+，对粉煤灰和矿粉活性的激发有利；熟石灰在早期为体系提供Ca2+和OH-，一是有助于钙矾石和CaCO3早期生成；二是有助于粉煤灰和矿粉活性的激发。复合外加剂中各组分协同作用，改善粉煤灰、矿粉和氟石膏的使用性能实现固废的重新利用。
本发明优选实施例中，所述氟石膏为硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，且比表面积不小于300m2/kg，氟石膏的颗粒粒径越小，越有利于与硅酸盐水泥和矿粉中的铝酸钙矿粉水化生成钙矾石等水化产物。
本发明优选实施例中，所述粉煤灰为电厂干排灰，只所以选择干排灰，是因为该复合早强型矿物掺合料成品为粉料。
本发明优选实施例中，矿粉应符合国家标准GB/T 18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》表1中的S95级及以上的矿粉，矿粉的等级越高，矿粉的活性越好。
本发明优选实施例中，甲酸钙为市售工业级甲酸钙，为固体粉末状，其含量为98％及以上。
本发明优选实施例中，硫酸铝为符合化工行业标准HG/T 2225-2010《工业硫酸铝》中I类或II类硫酸铝固体粉末颗粒。
本发明优选实施例中，硫酸钠为符合化工行业标准HG/T 4535-2013《化妆品用硫酸钠》表1中无水硫酸钠固体粉末颗粒。
本发明优选实施例中，碳酸钠为符合国标GB210-1992《工业碳酸钠》中一等品和/或合格品要求的工业纯碱。
本发明优选实施例中，熟石灰粉为符合建材行业标准《建筑消石灰粉》JC/T481-92中一等品和/或合格品要求的消石灰粉。
本发明的复合早强型矿物掺合料的制备方法：包括以下步骤：
步骤S1，将所述甲酸钙、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠和熟石灰按照比例混合均匀，得到所述复合外加剂；
步骤S2，将所述粉煤灰、矿粉、氟石膏和所述复合外加剂按照比例混合均匀，得到所述复合早强型矿物掺合料。
本发明的复合早强型矿物掺合料的制备方法的优选实施例中，所述步骤S1中将甲酸钙、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠和熟石灰按照比例加入混料机中混合均匀，比表面积达到350m2/kg，参照国家标准《混凝土外加剂》GB 8076-2008检测，经检测合格后得复合外加剂(参见说明书附图图1)。
本发明的复合早强型矿物掺合料的制备方法的优选实施例中，步骤S2中将粉煤灰、矿粉、氟石膏和复合外加剂按照比例加入混料机(或搅拌机)中搅拌至均匀，参照建筑工业行业标准JG/T 486-2015《混凝土用复合掺合料》进行检测，经检测合格后得复合早强型矿物掺合料(参见说明书附图图2)。
本发明还提出了一种复合早强型矿物掺合料在混凝土的应用。
本发明的复合早强型矿物掺合料的应用的优选实施例中，混凝土包括硅酸盐水泥和复合型早强矿物掺合料，硅酸盐水泥与复合早强型矿物掺合料的质量比为(20～80):(20～80)(例如20:80、20:60、20:40、20:20、40:60、60:40、80:20、)可使胶凝材料的1d抗压强度相对于硅酸盐水泥可提高10％以上(28d抗压强度提高7％以上)。
本发明的复合早强型矿物掺合料的应用的其中一种优选实施例中，为使胶凝材料的1d抗压强度相对于硅酸盐水泥可提高20％以上(28d抗压强度提高10％以上)，所述硅酸盐水泥与所述复合早强型矿物掺合料的质量比为(40～80)：(20～60)(例如40:60、80:20、60:40等)。
本发明的复合早强型矿物掺合料应用的其中一种优选实施例中，为使胶凝材料的1d抗压强度相对于硅酸盐水泥可提高21％以上(28d抗压强度提高14％以上)，所述硅酸盐水泥与所述复合早强型矿物掺合料的质量比为(40～60):(40～60)(例如60:40、40:60等)。
本发明的复合早强型矿物掺合料的应用的其中一种优选实施例中，为使胶凝材料的1d抗压强度相对于硅酸盐水泥可提高43％以上(28d抗压强度提高19％以上)所述硅酸盐水泥与所述复合早强型矿物掺合料的质量比为60:40。
本发明的复合早强型矿物掺合料的应用的其中一种优选实施例中，除所述胶凝材料外，制备所述混凝土的原料还包括减水剂和砂，其中减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂；砂为符合国家标准GB/T14684-2011《建设用砂》表1中规定的天然砂或机制砂的1区或2区砂。
下面通过具体实施例对本发明复合早强型矿物掺合料及其制备方法和应用进行详细说明。
以下实施例中：
粉煤灰为电厂干排灰；
矿粉为符合国家标准GB/T 18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中的S95级以上矿渣粉；
氟石膏为硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，且比表面积不小于300m2/kg；
甲酸钙为市售工业级甲酸钙，为固体粉末状，其含量为98％及以上；
所用硫酸铝为符合化工行业标准《工业硫酸铝》HG/T 2225-2010中II类的合格品硫酸铝固体粉末颗粒；
所用硫酸钠为符合化工行业标准《化妆品用硫酸钠》HG/T 4535-2013表1中无水硫酸钠固体粉末颗粒；
所用碳酸钠为符合国标《工业碳酸钠》GB210-1992中III类的合格品要求的工业纯碱；
所用熟石灰粉为符合建材行业标准《建筑消石灰粉》JC/T481-92中钙质消石灰粉的一等品和/或合格品要求的消石灰粉；
所采用的减水剂为萘系减水剂；
所采用的砂为符合国家标准GB/T14684-2011《建设用砂》表1中规定的天然砂的1区砂。
实施例1
本实施例中复合早强型矿物掺合料包括：粉煤灰4000g，矿粉3500g，氟石膏1000g和复合外加剂1500g；其中，复合外加剂包括甲酸钙2500g，硫酸铝2500g，硫酸钠1500g，碳酸钠1500g和熟石灰2000g。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的制备方法包括下述步骤：
步骤S1，将甲酸钙2500g，硫酸铝2500g，硫酸钠1500g，碳酸钠1500g，熟石灰2000g加入混料机中混合均匀，比表面积达到350m2/kg，参照国家标准《混凝土外加剂》GB 8076-2008检测，经检测合格后得复合外加剂；
步骤S2，将粉煤灰4000g，矿粉3500g，氟石膏1000g，复合外加剂1500g，加入搅拌机中搅拌至均匀，参照建筑工业行业标准《混凝土用复合掺合料》JG/T 486-2015进行检测，经检测合格后得本发明的复合早强型矿物掺合料。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的应用：
将硅酸盐水泥作为胶凝材料1；将硅酸盐水泥分别与本实施例的复合早强型矿物掺合料按照不同比例混合，制备得到胶凝材料2(胶凝材料2含硅酸盐水泥80wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料20wt％)、胶凝材料3(胶凝材料3含硅酸盐水泥60wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料40wt％)、胶凝材料4(胶凝材料4含硅酸盐水泥40wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料60wt％)和胶凝材料5(胶凝材料5含硅酸盐水泥20wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料80wt％)。
将上述胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别用于混凝土的制备：将胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别与减水剂(用量为胶凝材料的1wt％)、砂率为40％(砂率＝砂/(砂+碎石)，砂和碎石的用量以质量计)和水(水胶比为0.4，水胶比＝水/(水泥+复合早强型矿物掺合料)，水泥和复合早强型矿物掺合料的用量以质量计)混合，分别制得混凝土编号1-1、1-2、1-3、1-4和1-5，对制备得到的混凝土的抗压强度进行检测(根据标准GB/T 7897-2008测试)，检测结果如下表1所示。
表1本发明的复合早强型矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000081
从表1可以看出，随着复合早强型矿物掺合料质量比例的增加，混凝土的1d抗压强度和28d抗压强度均呈现先增大，后减小的趋势，其中在复合早强型矿物掺合料的质量比例为20％～60％之间时，1d和28d抗压强度均较好，其中1d抗压强度的提高幅度在20％～50％之间，28d抗压强度的提高幅度在10％～30％之间。
实施例2
与实施例1区别在于复合早强型矿物掺合料原料组分不同，具体为：包括粉煤灰3000g，矿粉4000g，氟石膏1500g和复合外加剂1500g；其中，复合外加剂包括甲酸钙2000g，硫酸铝3000g，硫酸钠1000g，碳酸钠1000g和熟石灰3000g。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的制备方法：同实施例1。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的应用：将硅酸盐水泥作为胶凝材料1；将硅酸盐水泥分别与本实施例的复合早强型矿物掺合料按照不同比例混合，制备得到胶凝材料2(胶凝材料2含硅酸盐水泥80wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料20wt％)、胶凝材料3(胶凝材料3含硅酸盐水泥60wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料40wt％)、胶凝材料4(胶凝材料4含硅酸盐水泥40wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料60wt％)和胶凝材料5(胶凝材料5含硅酸盐水泥20wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料80wt％)。
将上述胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别用于混凝土的制备：将胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别与减水剂(用量为胶凝材料的1wt％)、砂率40％和水(水胶比为0.4)混合，分别制得混凝土编号2-1、2-2、2-3、2-4和2-5，对制备得到的混凝土的抗压强度进行检测，检测结果如下表2所示。
表2本发明的复合早强型矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000101
在掺量范围内变化复合早强型矿物掺合料各组分的用量，检测其不同掺量对抗压强度的影响。从表2中数据可以看出，随着复合早强型矿物掺合料掺量的增加，1d和28d的抗压强度呈现先增大后减小的趋势，其中在掺量为40％时，各龄期的抗压强度增幅最大，当掺量超过80％时，各龄期抗压强度虽有增大，但增大的幅度较小。
实施例3
与实施例1区别在于复合早强型矿物掺合料原料组分不同，具体为，复合早强型矿物掺合料包括：粉煤灰5000g，矿粉3000g，氟石膏1000g和复合外加剂1000g；其中，复合外加剂包括甲酸钙3000g，硫酸铝2000g，硫酸钠1000g，碳酸钠2000g和熟石灰2000g。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的制备方法：同实施例1。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的应用：将硅酸盐水泥作为胶凝材料1；将硅酸盐水泥分别与本实施例的复合早强型矿物掺合料按照不同比例混合，制备得到胶凝材料2(胶凝材料2含硅酸盐水泥80wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料20wt％)、胶凝材料3(胶凝材料3含硅酸盐水泥60wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料40wt％)、胶凝材料4(胶凝材料4含硅酸盐水泥40wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料60wt％)和胶凝材料5(胶凝材料5含硅酸盐水泥20wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料80wt％)。
将上述胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别用于混凝土的制备：将胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别与减水剂(用量为胶凝材料的1wt％)、砂40％和水(水胶比为0.4)混合，分别制得混凝土编号3-1、3-2、3-3、3-4和3-5，对制备得到的混凝土的抗压强度进行检测，检测结果如下表3所示。
表3本发明的复合早强型矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000111
在掺量范围内变化复合早强型矿物掺合料各组分的用量，检测其不同掺量对抗压强度的影响。从表3中数据可以看出，随着复合早强型矿物掺合料掺量的增加，1d和28d的抗压强度呈现先增大后减小的趋势，其中在掺量为40％时，各龄期的抗压强度增幅最大，当掺量超过80％时，各龄期抗压强度虽有增大，但增大的幅度较小。
实施例4
与实施例1区别在于复合早强型矿物掺合料原料组分不同，具体为，复合早强型矿物掺合料包括：粉煤灰3500g，矿粉3500g，氟石膏1500g和复合外加剂1500g；其中，复合外加剂包括甲酸钙2000g，硫酸铝3000g，硫酸钠1000g，碳酸钠2000g和熟石灰2000g。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的制备方法：同实施例1。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的应用：将硅酸盐水泥作为胶凝材料1；将硅酸盐水泥分别与本实施例的复合早强型矿物掺合料按照不同比例混合，制备得到胶凝材料2(胶凝材料2含硅酸盐水泥80wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料20wt％)、胶凝材料3(胶凝材料3含硅酸盐水泥60wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料40wt％)、胶凝材料4(胶凝材料4含硅酸盐水泥40wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料60wt％)和胶凝材料5(胶凝材料5含硅酸盐水泥20wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料80wt％)。
将上述胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别用于混凝土的制备：将胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别与减水剂(用量为胶凝材料的1wt％)、砂40％和水(水胶比为0.4)混合，分别制得混凝土编号4-1、4-2、4-3、4-4和4-5，对制备得到的混凝土的抗压强度进行检测，检测结果如下表4所示。
表4本发明的复合早强型矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000121
从表4可以看出，随着复合早强型矿物掺合料质量百分比的增加，1d和28d的抗压强度先增大后减小，其中掺量在20％～60％之间时较好。
实施例5
本实施例中的复合早强型矿物掺合料包括：粉煤灰3000g，矿粉3500g，氟石膏1500g和复合外加剂2000g；其中，复合外加剂包括甲酸钙2500g，硫酸铝2500g，硫酸钠1500g，碳酸钠1500g和熟石灰2000g。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的制备方法同实施例1。
本实施例的复合早强型矿物掺合料的应用：将硅酸盐水泥作为胶凝材料1；将硅酸盐水泥分别与本实施例的复合早强型矿物掺合料按照不同比例混合，制备得到胶凝材料2(胶凝材料2含硅酸盐水泥80wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料20wt％)、胶凝材料3(胶凝材料3含硅酸盐水泥60wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料40wt％)、胶凝材料4(胶凝材料4含硅酸盐水泥40wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料60wt％)和胶凝材料5(胶凝材料5含硅酸盐水泥20wt％和实施例1的复合早强型矿物掺合料80wt％)。
将上述胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别用于混凝土的制备：将胶凝材料1、胶凝材料2、胶凝材料3、胶凝材料4和胶凝材料5分别与减水剂(用量为胶凝材料的1wt％)、砂40％和水(水胶比为0.4)混合，分别制得混凝土编号5-1、5-2、5-3、5-4和5-5，对制备得到的混凝土的抗压强度进行检测，检测结果如下表5所示：
表5本发明的复合早强型矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000131
同样，在掺量范围内变化复合早强型矿物掺合料各组分的用量，检测其不同掺量对抗压强度的影响。从表5中可以看出，在20％～80％之间的质量范围取代硅酸盐水泥，水泥混凝土1d和28d的抗压强度均有不同程度的增长，尤其是在取代量20％～60％之间。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：矿物掺合料中不包括复合外加剂，其他均与实施例1中的相同，不再赘述。检测结果如表6所示。
表6未掺复合外加剂的矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000141
从表6中可以看出，当矿物掺合料中不包括复合外加剂时，随着矿物掺合料的增加，1d和28d的抗压强度逐渐减小，且掺量越大，减小的幅度就越大。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：固定矿物掺合料的其它组分的掺量，变化复合外加剂的用量，即固定粉煤灰4000g，矿粉3500g，氟石膏1000g，复合外加剂的掺量分别为0g，500g，1000g，1500g，2000g，3000g(复合外加剂中各原料的配比同实施例1)，其他均与实施例1中的相同，不再赘述。检测结果见表7。
表7复合外加剂的掺量对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000151
从表7中可以看出，随着复合外加剂掺量的增加，1d和28d的抗压强度逐渐增大，其中对于1d的抗压强度，复合外加剂掺量为2000g时最大；对于28d的抗压强度，复合外加剂掺量为1500g时最大。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于：复合外加剂中分别不含甲酸钙、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠和熟石灰时制备矿物掺合料，其他均与实施例1中的相同，不再赘述。检测结果见表8。
表8复合外加剂的组分对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000161
从表8中的数据可以看出，当复合外加剂不含某一组分时，1d和28d的抗压强度，虽然也有较大的增长，但相对均含有时，都有不同程度的下降。表明复合外加剂中的各组分可协同作用改善抗压强度。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于：氟石膏的表面积不同，即其比表面积分别为200m2/kg、300m2/kg、380m2/kg、450m2/kg时，氟石膏对抗压强度的影响。
其他均与实施例1中的相同，不再赘述。
表9氟石膏的比表面积对混凝土抗压强度的影响
Figure BDA0003234152960000171
从表9中的数据可以看出，随着氟石膏比表面积的增大，混凝土1d和28d的抗压强度逐渐增大，其中当比表面积在200m2/kg时，1d和28d的抗压强度虽然也有增大，但增大的相对较小；当氟石膏的比表面积大于380m2/kg，继续增大时，1d和28d的抗压强度增大的幅度逐渐缩小。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合早强型矿物掺合料，其特征在于，所述复合早强型矿物掺合料包括粉煤灰、矿粉、氟石膏、复合外加剂；
所述复合早强型矿物掺合料中各组分的质量比为：粉煤灰：矿粉：氟石膏：复合外加剂＝(30～50)：(30～50)：(10～20)：(10～20)；
其中，以重量份数计，所述复合外加剂包括：甲酸钙20～30份、硫酸铝20～30份、硫酸钠10～20份、碳酸钠10～20份和熟石灰20～30份。
2.如权利要求1所述的复合早强型矿物掺合料，其特征在于，所述氟石膏为硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，且比表面积不小于300m2/kg。
3.如权利要求1所述的复合早强型矿物掺合料，其特征在于，所述粉煤灰为电厂干排灰。
4.如权利要求1所述的复合早强型矿物掺合料，其特征在于，所述矿粉为S95级以上的矿粉。
5.如权利要求1所述的复合早强型矿物掺合料，其特征在于，所述甲酸钙为市售工业级甲酸钙，为固体粉末状，其含量为98％及以上；
优选地，所述硫酸铝为符合化工行业标准《工业硫酸铝》HG/T 2225-2010中I类或II类硫酸铝固体粉末颗粒；
更优选地，所述硫酸钠为符合化工行业标准《化妆品用硫酸钠》HG/T4535-2013表1中无水硫酸钠固体粉末颗粒。
6.如权利要求1所述的复合早强型矿物掺合料，其特征在于，所述碳酸钠为符合国标《工业碳酸钠》GB210-1992中一等品和/或合格品要求的工业纯碱；
更优选地，所述熟石灰粉为符合建材行业标准《建筑消石灰粉》JC/T481-92中一等品和/或合格品要求的消石灰粉。
7.如权利要求1～6任一项所述的复合早强型矿物掺合料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1，将甲酸钙、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠和熟石灰按照比例混合均匀，得到复合外加剂；
步骤S2，将粉煤灰、矿粉、氟石膏和所述复合外加剂按照比例混合均匀，得到复合早强型矿物掺合料。
8.如权利要求1～6中任一项所述的复合早强型矿物掺合料在混凝土中的应用。
9.如权利要求8所述的复合早强型矿物掺合料在混凝土中的应用，其特征在于，所述混凝土包括硅酸盐水泥和复合早强型矿物掺合料，所述硅酸盐水泥与所述复合早强型矿物掺合料的质量比为(20～80):(20～80)。
10.如权利要求9所述的复合早强型矿物掺合料在混凝土中的应用，其特征在于，所述混凝土还包括减水剂和砂。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116283138A (zh) * 2023-03-02 2023-06-23 石家庄市长安育才建材有限公司 一种高早强混凝土用掺合料及其制备方法
WO2023141670A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 Cement Australia Pty Ltd Admixture for concrete
CN116730693A (zh) * 2023-04-10 2023-09-12 东南大学 一种低收缩高粘结碱矿渣水泥基修补材料及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101456685A (zh) * 2009-01-04 2009-06-17 武汉理工大学 一种抗裂型碱激发生态水泥
CN101985391A (zh) * 2010-09-10 2011-03-16 重庆达华砼外加剂科技发展有限公司 粉煤灰激活添加剂
CN102311239A (zh) * 2011-06-15 2012-01-11 浙江天达环保股份有限公司 提高粉煤灰活性的复合激活方法
CN102329096A (zh) * 2011-07-05 2012-01-25 武汉理工大学 一种用于混凝土的高早强矿物外加剂
CN103553489A (zh) * 2013-10-15 2014-02-05 河南理工大学 一种粉煤灰水泥基充填材料及其制备方法
WO2014092667A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Özsüt Mustafa Pozzolan-quicklime binder
CN108191290A (zh) * 2018-01-16 2018-06-22 云南森博混凝土外加剂有限公司 一种复合型激发剂及其制备方法
CN108623196A (zh) * 2018-06-15 2018-10-09 东南大学 一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法
CN113121137A (zh) * 2021-05-20 2021-07-16 福建新华夏建工集团有限公司 一种利用硫酸盐激发水泥混合材料活性的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101456685A (zh) * 2009-01-04 2009-06-17 武汉理工大学 一种抗裂型碱激发生态水泥
CN101985391A (zh) * 2010-09-10 2011-03-16 重庆达华砼外加剂科技发展有限公司 粉煤灰激活添加剂
CN102311239A (zh) * 2011-06-15 2012-01-11 浙江天达环保股份有限公司 提高粉煤灰活性的复合激活方法
CN102329096A (zh) * 2011-07-05 2012-01-25 武汉理工大学 一种用于混凝土的高早强矿物外加剂
WO2014092667A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Özsüt Mustafa Pozzolan-quicklime binder
CN103553489A (zh) * 2013-10-15 2014-02-05 河南理工大学 一种粉煤灰水泥基充填材料及其制备方法
CN108191290A (zh) * 2018-01-16 2018-06-22 云南森博混凝土外加剂有限公司 一种复合型激发剂及其制备方法
CN108623196A (zh) * 2018-06-15 2018-10-09 东南大学 一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法
CN113121137A (zh) * 2021-05-20 2021-07-16 福建新华夏建工集团有限公司 一种利用硫酸盐激发水泥混合材料活性的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023141670A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 Cement Australia Pty Ltd Admixture for concrete
CN116283138A (zh) * 2023-03-02 2023-06-23 石家庄市长安育才建材有限公司 一种高早强混凝土用掺合料及其制备方法
CN116730693A (zh) * 2023-04-10 2023-09-12 东南大学 一种低收缩高粘结碱矿渣水泥基修补材料及其制备方法

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