專利名稱：高強高性能混凝土用復合礦物外加劑及制備混凝土的方法
技術領域：
本發明涉及一種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑及制備混凝土的方法，屬建 筑材料技術領域。
背景技術：
國家已頒布的高強高性能混凝土用礦物外加劑(GB/T18736-2002)標準中僅有 磨細礦渣粉，磨細粉煤灰，磨細沸石粉和硅灰的單體技術標準，沒有含鋼渣粉和脫硫石膏 兩種以上的復合礦物外加劑技術標準。另外國家已頒布的用于水泥和混凝土中的鋼渣粉 (GB/T20491-2006)其一級品主要技術指標比表面積彡400m2/kg ；活性指數7天彡65% ； 28天> 80% ；上海市頒布的鋼渣粉混凝土應用技術規程CDG/TJ08-2013-2007中復合鋼渣 粉由礦渣粉、粉煤灰、硅灰、天然火山灰和鋼渣粉等五種礦物摻合料復合加工而成，其中鋼 渣粉含量> 50%，一級復合鋼渣粉的主要技術指標比表面積> 360m2/kg ；活性指數7天 ^ 75% ；28天> 90%，二者的比表面積、活性指數都偏低。用比表面積> 600m2/kg的超細鋼渣微粉作為礦物外加劑制備混凝土或用超細鋼 渣微粉作為核心材料和半水脫硫石膏、II級粉煤灰及礦渣粉四種成分組成復合礦物外加劑 制備混凝土及設計混凝土配合比時用半水脫硫石膏，超細鋼渣微粉，粉煤灰的質量之和與 替代天然砂的碎屑質量相加占混凝土總質量30%以上的相關應用技術均未見報道。
發明內容
本發明提出用超細鋼渣微粉作為核心材料由半水脫硫石膏、II級粉煤灰和S95級 礦渣粉四種材料復合(礦渣粉重量比< 45% )組成高強高性能混凝土用復合礦物外加劑。 該高強高性能混凝土用復合礦物外加劑的早強特性指標為3天活性指數> 80%；7天活性 指數> 85%,28天活性指數> 95%，明顯高于已頒布的國家和地方同類產品標準，用于制 備普通混凝土，大體積混凝土，高強混凝土，預應力混凝土和混凝土預制構件。本發明的技術方案一種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑—種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑，即用超細鋼渣微粉作為核心材料和半 水脫硫石膏、II級粉煤灰及S95級礦渣粉四種原材料組成，各原料的重量百分比為超細鋼渣微粉10-15%半水脫硫石膏2.5-5%II 級粉煤灰35-50%S95 級礦漁粉37.5-45%其中所述的超細鋼渣微粉為符合YB/T 022標準規定的轉爐或電爐鋼渣，經磁選 除鐵處理后粉磨，比表面積彡600m2/kg,小于30 μ m粒徑的超細鋼渣微粉占總質量的90% 以上，金屬鐵含量彡0. 5%，粉磨時允許加入彡1 %鋼渣質量、符合JC/T667標準的水泥粉磨 工藝外加劑；
所述的半水脫硫石膏為β -CaSO4 · 1/2Η20系燃煤電廠煙氣脫硫石膏煅燒而成；所述的II級粉煤灰為符合GB/T1596-2005國家標準用于水泥和混凝土中的粉煤 灰，其主要技術指標是細度(45μπι方孔篩篩余)<25%;燒失量需水量比<105%; 安定性(雷氏夾沸煮后增加距離(mm)) ^ 5. 0 ；28天強度活性指數> 70% ；所述的S95級礦渣粉為符合GB/T18046-2008國家標準的礦渣粉，其主要技術指 標是密度(g/cm3)彡2. 8，比表面積(m2/kg)彡400，7天活性指數彡75%,28天活性指數 彡 95%。一種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑的配制方法一種如上所述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑的制備方法，即將超細鋼渣 微粉、半水脫硫石膏、II級粉煤灰及S95級礦渣粉四種原材料按比例稱量后，放入混合機后 經機械攪拌混合均勻即成為高強高性能混凝土用復合礦物外加劑。所得的高強高性能復合 礦物外加劑的早強特性指標為3天活性指數> 80%，7天活性指數> 85%；28天活性指數 ^ 95% ；比表面積彡450m2/kg。高強高性能混凝土用復合礦物外加劑制備普通混凝土的方法在按《普通混凝土配合比技術規程》(JGJ55)設計配合比時用高強高性能混凝土用復合礦物外加劑等量替代52. 5級普通硅酸鹽水泥> 60% 以上；混凝土中細骨料用碎石生產中產生的碎屑替代天然砂75-90%，細骨料質量符合 GB/T14684-2001中人工砂的標準；外加劑的種類與不摻高強高性能混凝土用復合礦物外加劑時相同；高強高性能混凝土用復合礦物外加劑中半水脫硫石膏，鋼渣粉，粉煤灰的質量之 和與替代天然砂的碎屑質量相加占混凝土總質量30%以上；其中混凝土生產時攪拌時間與不摻高強高性能混凝土用復合礦物外加劑時相同， 其余工藝不變。上述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑也可用于制備大體積混凝土，高強混 凝土，預應力混凝土和混凝土預制構件等領域。本發明的有益效果本發明所得的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑早期強度高，3天活性指數 > 80%，而且28天活性指數> S95%,在配制普通混凝土時可替代52. 5級普通硅酸鹽水泥 用量60%以上。因在配制普通混凝土時摻入了半水脫硫石膏還能明顯降低混凝土的干燥和 早期收縮裂縫，用本發明的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑配制的普通混凝土，還因 摻有核心材料超細鋼渣微粉故在水化熱，抗折，抗滲和耐磨性這些和混凝土耐久性能相關 的技術指標上都比“雙摻”_(礦渣粉和粉煤灰)拌制的混凝土更具優勢，并且用本發明拌制 的普通混凝土在可等量替代60%以上的水泥用量同時還可利用75%以上碎石生產中產生 的碎屑替代天然砂，這樣生產出的每一立方混凝土可利用工業固體廢棄物(脫硫石膏，鋼 渣粉，粉煤灰，碎屑)達到30% (重量比)以上，它既符合循環經濟要求又能滿足國家免稅 產品申請的指標要求。
具體實施例方式下面通過實施例并結合附表對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。高強高性 能混凝土用礦物外加劑活性指數的測定方法按GB/T18736-2002國家已頒布的高強高性能混凝土用礦物外加劑活性檢驗方 法進行檢驗，以30% (質量分子)高強高性能混凝土用復合礦物外加劑與70% (質量分 子)52. 5級普通硅酸鹽水泥的混合物的(3、7、28)天抗壓強度和52. 5級普通硅酸鹽水泥的 (3、7、28)天抗壓強度之比表示
、KjtoI 52. 5級或5級硅酸鹽水泥中摻30S復合礦枘外加剤后(J，、28)天的抗壓強度 活性指數--
52. 級或42. 5級硅酸鹽水泥(J, 7,28)天的抗莊強度
ο實施例1取超細鋼渣微粉(15 % ) 20. 93g、半水脫硫石膏(5 % ) 6. 07g、II級粉煤灰 (35% )47. 25g、S95級礦渣粉(45% )60. 75g，經攪拌混合均勻后即制成一種高強高性能混 凝土用復合礦物外加劑(編號1)，按GB/T18736-2002國家已頒布的高強高性能混凝土用復 合礦物外加劑活性檢驗方法進行檢驗，分別測定其3d、7d、28d的抗壓強度，具體檢驗數據 見表1。表1高強高性能混凝土用復合礦物外加劑實施例1
編號基準 水泥 52. 5 g礦渣 粉 gII級粉 驗 g鋼渣 微粉 g半水 石膏 g標砂 g水 g流動 度 mm抗壓強度(MPa) 3d 7d 28d活性指數(%) 3d 7d 28d0 1450 315/ 60. 75/ 47. 25/ 20. 93/ 6. 071350 1350225 225170 20026. 7 41.8 24. 1 38. 8754 56. 16/ 90/ / 93 104從表1中可以看出編號1的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑的活性指數明顯 高于已頒布的GB/T18736-2002國家標準中規定的同類產品的標準。實施例2取超細鋼渣微粉(10% ) 13. 50g、半水脫硫石膏(2. 5 % ) 3. 4g、II級粉煤灰 (50% )67. 5g、S95級礦渣粉(37. 5% ) 50. 6g，經攪拌混合均勻后即制成一種高強高性能混 凝土用復合礦物外加劑(編號2)，按GB/T18736-2002國家已頒布的高強高性能混凝土用復 合礦物外加劑活性檢驗方法進行檢驗，分別測定其3d、7d、28d的抗壓強度，具體檢驗數據 見表2。表2高強高性能混凝土復合礦物外加劑實施例2
6基準水礦渣Π級粉鋼渣半水流動Pff2s^mPU
編泥52. 5 粉煤灰微粉石膏秘)水度抗壓強度(Mpa)務性&數(/ )
權利要求
一種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑，其特征在于由超細鋼渣微粉、半水脫硫石膏、Ⅱ級粉煤灰及礦渣粉四種原材料組成，各原料的重量百分比為超細鋼渣微粉10 15％半水石膏2.5 5％Ⅱ級粉煤灰 35 50％S95級礦渣粉 37.5 45％其中所述的超細鋼渣微粉符合YB/T022標準規定的轉爐或電爐鋼渣，經磁選除鐵處理后粉磨，比表面積≥600m2/kg，小于30μm粒徑的超細鋼渣微粉占總質量的90％以上，金屬鐵含量≤0.5％，粉磨時允許加入≤1％鋼渣質量，符合JC/T667標準的水泥粉磨工藝外加劑；所述的半水石膏為β CaSO4·1/2H2O系燃煤電廠煙氣脫硫石膏煅燒而成；所述的Ⅱ級粉煤灰為符合GB/T1596 2005國家標準用于水泥和混凝土中的粉煤灰，其主要技術指標是細度(45μm方孔篩篩余)≤25％，燒失量≤8％，需水量比≤105％，安定性(雷氏夾沸煮后增加距離(mm))≤5.0，28天強度活性指數≥70％；所述的S95級礦渣粉為符合GB/T18046 2008國家標準的礦渣粉，其主要技術指標是密度(g/cm3)≥2.8，比表面積(m2/kg)≥400，7天活性指數≥75％，28天活性指數≥95％。
2.一種如權利要求1所述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑，其特征在于高強 高性能混凝土用復合礦物外加劑的早強特性指標為3天活性指數> ·80%，7天活性指數 ^ 85% ；28天活性指數彡95% ；比表面積彡450m2/kg。
3.—種如權利要求1或2所述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑的配制方法，其 特征在于將超細鋼渣微粉、半水石膏、II級粉煤灰及S95級礦渣粉四種原料按比例稱量后， 放入混合機后經機械攪拌混合均勻即得高強高性能混凝土用復合礦物外加劑。
4.如權利要求1或2所述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑作為制備普通混凝 土，大體積混凝土，高強混凝土，預應力混凝土和混凝土預制構件領域的應用。
5.如權利要求4所述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑作為制備普通混凝土的 應用。
6.利用權利要求1或2所述的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑制備普通混凝土的 方法，其特征在于按《普通混凝土配合比技術規程》(JGJ55)設計配合比時混凝土中膠凝材料成分的重量百分組成為高強高性能混凝土用復合礦物外加劑> 60% ；·52. 5級普通硅酸鹽水泥< 40% ；混凝土中細骨料(混合砂)成分的重量百分組成為天然砂占10-25% ；碎石生產中產生的碎屑占細骨料總量的75-90%，細骨料質量符合GB/T14684-2001中 人工砂的標準。外加劑的種類與不摻高強高性能混凝土用復合礦物外加劑時相同； 高強高性能混凝土用復合礦物外加劑中半水脫硫石膏，鋼渣粉，粉煤灰的質量之和與 替代天然砂的碎屑質量相加占混凝土總質量30%以上；超細鋼渣微粉 半水石膏 II級粉煤灰 S95級礦渣粉混凝土生產時攪拌時間與不摻混凝土用復合礦物外加劑時相同，其余工藝不變。
全文摘要
本發明公開了一種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑及制備混凝土的方法。所述的一種高強高性能混凝土用復合礦物外加劑即用超細鋼渣微粉作為核心材料和半水脫硫石膏、Ⅱ級粉煤灰及礦渣粉四種原材料組成，其配制方法即將原料放入混合機后經機械攪拌混合均勻即成為高強高性能混凝土用復合礦物外加劑。本發明所得的高強高性能混凝土用復合礦物外加劑，3天早期強度高，活性指數≥80％，而且28天活性指數≥S95％，高于已頒布的國家和地方同類產品標準，用其配制混凝土時可等量替代52.5級普通硅酸鹽水泥用量60％以上，同時還可利用75％以上碎石生產時產生的碎屑替代天然砂，從而生產出耐久性好、符合循環經濟要求的低碳型混凝土。
文檔編號C04B18/12GK101935179SQ20101025662
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月19日 優先權日2010年8月19日
發明者施慶安, 施鐘毅, 曹棟樑, 樊鈞, 陸文雄 申請人:上海大學;上海市建筑科學研究院(集團)有限公司;上海海笠工貿有限公司