一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土，其特征在于，以重量份计数，其原料包括：4.3‑7.0份水泥，11‑13份砂子，14.4‑17.1份石子，1.8‑5.4份火山石，0.8‑2.3份火山灰，0.04‑0.07份减水剂。本发明设计了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法，该方案在普通混凝土中添加一定比例的火山石和火山灰，火山石轻质高强的特性可以有效减轻混凝土的重度，其不同程度的替代普通碎石骨料还能调节混凝土的重度及强度；火山灰可以改善混凝土的工作性能，并可以与水化产物发生二次水化反应提高混凝土的后期强度；可大幅度降低混凝土制备成本，对于优化成本、提升效益、保护环境具有重要意义，同时对于我国矿产资源的合理配置及绿色可持续发展具有积极作用。

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土主要是由水、胶凝材料、骨料以及外加剂按照一定比例混合组成。随着我国经济水平的不断提高，我国的基础设施建设也愈加完善，对混凝土材料的需求也越来越大，对混凝土的质量要求也越来越高。火山石可以作为骨料用于混凝土的制备，其轻质高强的特性可以有效减轻混凝土的重度，其不同程度的替代普通碎石骨料还能调节混凝土的重度及强度，满足更多样的混凝土使用需求。

矿物掺合料作为一种以铝、硅、钙等一种或多种氧化物为主要成分，具有一定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的粉体材料，根据矿物掺合料主要成分的不同，可以表现出不同程度的形貌效应、填充效应、微集料效应、火山灰效应等作用。研究表明，火山灰作为一种活性矿物掺合料，具有一定的火山灰效应及填充效应，也可以改善混凝土的工作性能，并可以与水化产物发生二次水化反应提高混凝土的后期强度。

在混凝土中添加火山石和火山灰可以改良混凝土性能，同时对于优化成本、提升效益、保护环境具有重要意义。火山石相关资源在我国多地均有丰富储量，同时我国的混凝土消耗量依然巨大，火山石和火山灰的资源化利用能有效减少天然骨料和水泥的使用，可大幅度降低混凝土制备成本，同时对于我国矿产资源的合理配置及绿色可持续发展具有积极作用。

因此，本文提出一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法，该方案在普通混凝土中添加一定比例的火山石和火山灰，火山石轻质高强的特性可以有效减轻混凝土的重度，其不同程度的替代普通碎石骨料还能调节混凝土的重度及强度；火山灰可以改善混凝土的工作性能，并可以与水化产物发生二次水化反应提高混凝土的后期强度；可大幅度降低混凝土制备成本。

为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土，其特征在于，以重量份计数，其原料包括：

4.3-7.0份水泥，11-13份砂子，14.4-17.1份石子，1.8-5.4份火山石，0.8-2.3份火山灰，0.04-0.07份减水剂。

一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土，其特征在于，以重量份计数，其原料包括：

5.6份水泥，12份砂子，15.7份石子，3.6份火山石，1.8份火山灰，0.06份减水剂。

进一步的，所述砂子为天然河砂，中砂，Ⅱ区砂，含泥量质量百分数小于等于3.0％；所述石子为粒径5-20的连续粒级碎石，所述石子含泥量质量百分数小于等于1.0％；所述火山石为粒径5-20的连续粒级火山石,所述火山石含泥量质量百分数小于等于2.0％；所述火山灰为所述的火山石破碎研磨而得的粉末，火山灰的45μm筛余重量百分数为7.1％；80μm筛余重量百分数为1.2％；所述减水剂为萘系减水剂，减水剂的减水率为20±2％。

本发明的另一目的在于提供一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石子、砂子、水泥、火山灰、粉状固态减水剂在强制式混凝土搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间为1min；

(2)接着，加水继续搅拌1min；

(3)加入预湿过的火山石继续搅拌1min，混凝土搅拌完毕；

(4)将混凝土浇筑进入模具，24h后脱模，脱模后的混凝土继续在标准条件下养护至合适龄期，即得。

本发明的有益效果是：

本发明设计了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法，该方案在普通混凝土中添加一定比例的火山石和火山灰，火山石轻质高强的特性可以有效减轻混凝土的重度，其不同程度的替代普通碎石骨料还能调节混凝土的重度及强度；火山灰可以改善混凝土的工作性能，并可以与水化产物发生二次水化反应提高混凝土的后期强度；可大幅度降低混凝土制备成本，对于优化成本、提升效益、保护环境具有重要意义，同时对于我国矿产资源的合理配置及绿色可持续发展具有积极作用。

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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土，其特征在于，以重量份计数，其原料包括：

5.6份水泥，12份砂子，15.7份石子，3.6份火山石，1.8份火山灰，0.06份减水剂。

所述砂子为天然河砂，中砂，Ⅱ区砂，含泥量质量百分数小于等于3.0％；所述石子为粒径5-20的连续粒级碎石，所述石子含泥量质量百分数小于等于1.0％；所述火山石为粒径5-20的连续粒级火山石, 所述火山石含泥量质量百分数小于等于2.0％；所述火山灰为所述的火山石破碎研磨而得的粉末，火山灰的45μm筛余重量百分数为 7.1％；80μm筛余重量百分数为1.2％；所述减水剂为萘系减水剂，减水剂的减水率为20±2％；

一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土的制备方法：

(1)将石子、砂子、水泥、火山灰、粉状固态减水剂在强制式混凝土搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间为1min；

(2)接着，加水继续搅拌1min；

(3)加入预湿过的火山石继续搅拌1min，混凝土搅拌完毕；

(4)将混凝土浇筑进入模具，24h后脱模，脱模后的混凝土继续在标准条件下养护至合适龄期，即得。

实施例2

实施例1中成品进行性能测试：该混凝土强度等级为C40，坍落度为170mm，抗压强度为45.2MPa，抗折强度为16.8MPa。

实施例3

本发明设计了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法，该方案在普通混凝土中添加一定比例的火山石和火山灰，火山石轻质高强的特性可以有效减轻混凝土的重度，其不同程度的替代普通碎石骨料还能调节混凝土的重度及强度；火山灰可以改善混凝土的工作性能，并可以与水化产物发生二次水化反应提高混凝土的后期强度；可大幅度降低混凝土制备成本，对于优化成本、提升效益、保护环境具有重要意义，同时对于我国矿产资源的合理配置及绿色可持续发展具有积极作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。