建筑用混凝土胶凝材料、砂浆、混凝土及制备方法

摘要

本发明涉及一种建筑用混凝土胶凝材料，其胶凝材料的组分及其重量份数比分别为：高钙粉煤灰1000-4000份；拌合水100-1600份；纳米粘土10-30份；硼砂5-80份；减水剂10-80份，其制备方法的步骤为将纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合放入柱体容器中，于超声破碎机中超声破碎直至全部溶解得到混合物，将混合物与高钙粉煤灰放入搅拌机搅拌均匀即得到建筑用混凝土胶凝材料。本发明生产方便、操作性强、科学配伍、强度高、有效解决粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。

说明书

技术领域

本发明属于胶凝材料领域，尤其是一种建筑用混凝土胶凝材料、水泥 砂浆、混凝土及其制备方法。

背景技术

目前混凝土胶凝材料主要是水泥，而水泥生产过程中能耗和碳排放都 非常巨大，寻找能够替代水泥制备混凝土材料的技术对提高混凝土的 环保和可持续性具有积极意义。由于我国能源结构以煤电为主，燃煤 发电厂煤粉燃烧后会产生大量副产物“粉煤灰”，目前我国粉煤灰堆 存量已达4亿多吨，已成为中国最大的固体污染源。粉煤灰与水泥细度 接近，由于经燃烧再冷却后具有较高的化学内能和火山灰活性，部分 取代水泥后，能够与水泥水化产生的氢氧化钙反应，生成具有一定强 度的胶凝物质，因此粉煤灰目前被广泛用在水泥和混凝土作为掺和料 。然而一般情况下粉煤灰在混凝土胶凝材料中的比例均低于30%，继续 增加粉煤灰的掺量，尤其是掺量超过50%后，会造成混凝土早期及后期 强度显著降低，不能满足建筑施工需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种建筑用混凝土胶凝 材料，该胶凝材料生产方便、操作性强、科学配伍、强度高、有效解 决粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种建筑用混凝土胶凝材料的制备方法 。

本发明的另一个目的在于提供一种加入建筑用混凝土胶凝材料的砂浆 。

本发明的另一个目的在于提供一种加入建筑用混凝土胶凝材料的混凝 土。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种建筑用混凝土胶凝材料，其胶凝材料的组分及其重量份数比分别 为：

而且，所述胶凝材料的组分及其最优重量份数比分别为：

而且，所述高钙粉煤灰中氧化钙含量大于10%，烧矢量不大于5%。

而且，所述的纳米粘土的粒径为10-200nm。

而且，所述减水剂的型号是TD-3-2。

一种建筑用混凝土胶凝材料的制备方法，其制备方法的步骤为将纳米 粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合放入柱体容器中，于超声破碎机 中超声破碎直至全部溶解得到混合物，将混合物与高钙粉煤灰放入搅 拌机搅拌均匀即得到建筑用混凝土胶凝材料。

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的砂浆，其砂浆的组分及其重量份数 比分别为：

建筑用混凝土胶凝材料               1000份；

砂子                          1000 -3000份。

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的混凝土，其混凝土组分及其重量份 数比分别为

建筑用混凝土胶凝材料               1000份；

砂子                           10 00-2500份；

石子                           15 00-4000份。   

而且，所述的砂子的粒径为：0.2-5.0 mm。

而且，所述的石子的粒径为：5-40 mm。

本发明的优点和有益效果为：

1、本建筑用混凝土胶凝材料采用高钙粉煤灰、拌合水、纳米粘土、硼 砂以及减水剂，能够使大掺量粉煤灰保持混凝土早期及后期强度，满 足施工需求，不仅能有效将粉煤灰变废为宝，而且使混凝土的强度保 持施工要求，充分做到了环保、节能。

2、本建筑用混凝土胶凝材料采用高钙粉煤灰大大降低了生产成本低， 提高了经济效益，而且用该胶凝材料制备的砂浆和混凝土强度等性能 满足施工要求。

3、本发明生产方便、操作性强、科学配伍、强度高、有效解决粉煤灰 污染环境、危害生态、浪费资源的问题。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种建筑用混凝土胶凝材料，其胶凝材料的组分及其重量分别为：高 钙粉煤灰1000千克；拌合水350千克；纳米粘土10千克；硼砂 5千克 ；减水剂10千克。

一种建筑用混凝土胶凝材料的制备方法，其制备方法的步骤为将按重 量配比称取的纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合放入柱体容器 中，于超声破碎机中超声破碎直至全部溶解得到混合物，将混合物与 高钙粉煤灰放入搅拌机搅拌均匀即得到建筑用混凝土胶凝材料。

实施例2

一种建筑用混凝土胶凝材料，其胶凝材料的组分及其重量分别为：高 钙粉煤灰4000千克；拌合水1500千克；纳米粘土30千克；硼砂40千克 ；减水剂40千克。

本实施例的制备方法同实施例1的制备方法。

实施例3

一种建筑用混凝土胶凝材料，其胶凝材料的组分及其重量分别为：高 钙粉煤灰2500千克；拌合水850千克；纳米粘土20千克；硼砂10千克； 减水剂20千克。

本实施例的制备方法同实施例1的制备方法。

实施例4

一种建筑用混凝土胶凝材料，其胶凝材料的组分及其重量分别为：高 钙粉煤灰2750千克；拌合水1000千克；纳米粘土17.5千克；硼砂30千 克；减水剂25千克。

以上实施例1-4所使用的高钙粉煤灰中含有氧化钙的重量大于10%且小 于30%，实施例1中的高钙粉煤灰中氧化钙的含量为28%，烧矢量为4.8 %；实施例2中的高钙粉煤灰中氧化钙的含量16%，烧矢量为1.5%；实施 例3中的高钙粉煤灰中氧化钙的含量为22%，烧矢量为3%；实施例4中的 高钙粉煤灰中氧化钙的含量为25%，烧矢量为0.5%。以上实施例1-4所 使用的纳米粘土的粒径为10-200nm，其中实施例1所用的纳米粘土的粒 径为200 nm；实施例2所用的纳米粘土的粒径为10nm；实施例3所用的 纳米粘土的粒径为105nm；实施例4所用的纳米粘土的粒径为120 nm。 以上实施例1-4中减水剂的型号是TD-3-2。

实施例5

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的砂浆，其砂浆的组分及其重量分别 为：建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子2000千克。

加入建筑用混凝土胶凝材料的砂浆制备方法为将建筑用混凝土胶凝材 料1000千克；砂子2000千克先后放入搅拌站内搅拌均匀即可使用。

实施例6

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的砂浆，其砂浆的组分及其重量分别 为：建筑用混凝土胶凝材料1000千克；砂子3000千克。

本实施例制备方法同实施例5的制备方法。

实施例7

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的混凝土，其混凝土组分及其重量分 别为建筑用混凝土胶凝材料 1000千克；砂子2000千克；石子3000千 克。

实施例8

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的混凝土，其混凝土组分及其重量分 别为建筑用混凝土胶凝材料 1000千克；砂子1000千克；石子3000千 克。

实施例9

一种加入建筑用混凝土胶凝材料的混凝土，其混凝土组分及其重量分 别为建筑用混凝土胶凝材料 1000千克；砂子2500千克；石子2500千 克。

以上实施例5-9采用的砂子的粒径为：0.2-5.0 mm，其中实施例5采用 的砂子的粒径为0.2-2.5 mm；实施例6采用的砂子的粒径为1-5 mm； 实施例7采用的砂子的粒径为0.2-5.0 mm；实施例8采用的砂子的粒径 为2.5-5.0 mm；实施例9采用的砂子的粒径为0.2-5.0 mm；以上实施 例7-9采用的石子的粒径为：5-40 mm；其中实施例7采用的石子的粒 径为：10-20 mm；实施例8采用的石子的粒径为：5-20 mm；实施例 9采用的石子的粒径为：20-40 mm。

本发明充分利用高钙粉煤灰自硬性，并通过添加纳米粘土和硼砂提高 硬化体强度、密实性以及施工性能。

将纳米粘土、硼砂、减水剂以及拌合水混合放入柱体容器中，于超声 破碎机中超声破碎直至全部溶解得到混合物，将混合物与高钙粉煤灰 放入搅拌机搅拌均匀即得到建筑用混凝土胶凝材料。将上述胶凝材料 分别按比例与砂子、砂子和石子搅拌，制成砂浆和混凝土，28天平均 抗压 强度分别超过37.0MPa 和33.2MPa，28天干燥收缩率分别低于万分之 四和万分之二，可以满足不同需要的建筑构筑物强度要求。按市场价 格330元/吨水泥，42元/吨高钙粉煤灰，57元/吨石子，67元/吨砂子， 粗略估算，本发明制成1立方米的混凝土节约成本约为150元，经济效 益可观，同时大量消纳了粉煤灰，环境效益显著。