专利名称：：一种有磷渣粉的预拌混凝土的制作方法
技术领域：
：本发明属于使用部分废料作为混凝土掺合料的混凝土，涉及一种有磷渣粉的预拌混凝土。
背景技术：
：磷渣是电炉制取黄磷过程中产生的一种工业废渣，在用电炉法制取黄磷时，所得到的以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷，即为粒化电炉磷渣，简称磷渣，每生产It黄磷约排放810t磷渣。磷渣的化学成分、主要由Si02和CaO组成，磷渣中的其他成分取决于所用磷矿石的品质及生产工艺，通常含有A1203量为2.5%-5%(重量％，后同)，Fe203为0.2%-2.5%,Mg0为0.5%-5%,P205为_5%，F为0-2.5%。急冷的磷渔玻璃体含量达75%-98%，另外潜在矿物相为假硅灰石、枪晶石及少量的磷灰石，这些晶体中有磷酸钙、假硅灰石、石英，还有少量的硅酸三钙和硅酸二钙的存在。现有技术中，磷渣的利用较少，大量磷渣的排放既占用了大量的土地，又会对环境造成污染，而且磷渣中的磷等有害成分会在雨水的冲淋下渗入地下，造成土壤及地下水污染、危害人类健康。
发明内容本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，通过将工业废渔——磷渣粉作为混凝土掺合料部分取代水泥，提供一种有磷渣粉的预拌混凝土，从而变废为宝、化害为利。本发明的内容是一种有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是组成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、减水剂(以固含量计，后同)0.5-20份、引气剂0-0.5份、保水剂0-0.02份、粗集料50-17000份、细集料20-9000份、以及水100-300份。本发明的内容中所述的有磷渣粉的预拌混凝土的组成和重量配比较好的是包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、减水剂0.5-6份、引气剂0.02-0.5份、保水剂0.001-0.02份、粗集料600-1700份、细集料200-900份、以及水165-185份。本发明的内容中所述水泥可以是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥等胶凝材料。本发明的内容中所述磷渣粉可以是经过任何工艺粉碎所得到的任何比表面积的磷渣粉；所述磷渣粉比表面积可以为50m2/kg-850m7kg；所述磷渣粉的比表面积较好的为300m2/kg-500m2/kg;磷渣粉一般是由烘干至水分小于(重量％)的磷渣、通过磨机粉磨而成。本发明的内容中所述粉煤灰是45ym筛余不大于45%的粉煤灰；所述粉煤灰较好的是45i!m筛余小于12%的一级粉煤灰。本发明的内容中所述减水剂可以是木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂(即萘系减水剂)、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物减水剂、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物减水剂、氨基磺酸盐减水剂或聚羧酸系减水剂中的一种或两种以上的混合物。本发明的内容中所述引气剂可以是木材树脂酸盐、合成洗涤剂、磺化木质素的盐类、石油酸盐类、蛋白质的盐类(例如三萜皂苷引气剂)、脂肪酸或树脂酸及其盐类、有机硅化合物类、磺酸烃的有机盐类等中的一种或两种以上的混合物。本发明的内容中所述保水剂可以是聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶、明胶、糊精、木糖醇母液、动物胶、淀粉醚等中的一种或两种以上的混合物。本发明的内容中所述粗集料可以是表观密度为200_3500kg/m3的任何天然或人造的的卵石、碎石或陶粒等集料；所述粗集料较好的是连续级配、最大粒径小于31.5mm、表观密度为1700-3500kg/m3的卵石或碎石。本发明的内容中所述细集料是表观密度为200_3500kg/m3，细度模数为1_5的天然或人工砂；所述细集料较好的是表观密度为1700-3500kg/m3，细度模数为1.5-3的天然或人工砂。本发明的内容中所述的有磷渣粉的预拌混凝土，在有特殊要求时，可添加各类混凝土早强剂、缓凝剂、膨胀剂、防水剂、阻锈剂等其他混凝土外加剂。本发明的内容中所述水为符合JGJ63《混凝土用水标准》规定的拌合用水。所述有磷渣粉的预拌混凝土，其制备方法依据国标GBT14902《预拌混凝土》的规定制备。与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果(1)采用本发明，由于磷渣的自硬性较低，而在水泥水化产生的Ca(0H)2激发下，磷渣玻璃体结构被破坏，相当数量的Si-o键和A1-0键断裂，硅酸根离子及铝酸根离子溶出，生成水化硅酸钙及水化硫铝酸钙，表现出较强的火山灰活性；另外，溶出的磷酸根离子，与Ca(0H)2反应生成羟基磷灰石，吸附在水泥颗粒表面，增加了其原有水化产物薄膜的不透水性，阻碍水化的进行，从而引起硅酸盐水泥的缓凝；因此磷渣用作混凝土掺合料，可以大幅度降低混凝土的水化热和绝热温升，降低混凝土的弹性模量，提高混凝土极限拉伸值，强度增长率大，并能够明显改善其耐久性；(2)本发明将工业废渔——磷渣粉作为混凝土掺合料部分取代水泥掺入预拌混凝土，降低了水泥用量，且利用了磷渣的缓凝特性，降低了混凝土的胶凝材料成本及混凝土外加剂的制造成本，同时充分发挥了磷渣的特性；变废为宝，化害为利，具有显著的经济和社会效益；(3)本发明产品制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强。具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。实施例1一种有磷渣粉的预拌混凝土，其a、混凝土原材料混凝土中采用普通硅酸盐42.5R水泥，一级粉煤灰(45ym筛余小于12%)及比表面积为380m2/kg磷渣粉(等重量替代50%水泥后，标准稠度用水量下的终凝时间为8小时50分钟)为胶凝组分；采用最大粒径19.0mm，连续粒级，表观密度2670kg/m3的卵石及表观密度2625kg/m3的中砂为集料；采用萘系减水剂、三萜皂苷引气剂及黄原胶为保水剂复配成外加剂。b、混凝土的重量配合比水泥粉煤灰磷渣粉水卵石中砂萘系减水剂三萜皂苷引气剂黄原胶=250758018010907302.50.20.008。c、混凝土制备方法按配合比称取胶凝材料、集料、水及外加剂。将外加剂溶解于拌合水中，然后将胶凝材料及集料加入搅拌机(强制式单卧轴混凝土搅拌机HJW-60型)中搅拌20s，之后加入溶解了外加剂的拌合水，继续搅拌时间100s。以此配方生产C25预拌混凝土，工作性能良好，1小时后塌落度仍能保持在160mm以上，一天强度达10MPa，28天之后强度为33MPa。实施例2一种有磷渣粉的预拌混凝土，其a、混凝土原材料混凝土中采用普通硅酸盐42.5R水泥，一级粉煤灰(45ym筛余小于12%)及比表面积为450m2/kg磷渣粉(等重量替代50%水泥后，标准稠度用水量下的终凝时间为33小时20分钟)为胶凝组分；采用最大粒径19.0mm,连续粒级，表观密度2670kg/m3的卵石及表观密度2625kg/m3的中砂为集料；采用萘系减水剂、三萜皂苷引气剂及黄原胶为保水剂复配成外加剂。b、混凝土的重量配合比水泥粉煤灰磷渣粉水卵石中砂萘系减水剂三萜皂苷引气剂黄原胶=290754017510907302.50.20.008。d、混凝土制备方法按配合比称取胶凝材料、集料、水及外加剂。将外加剂溶解于拌合水中，然后将胶凝材料及集料加入搅拌机(强制式单卧轴混凝土搅拌机HJW-60型)中搅拌20s，之后加入溶解了外加剂的拌合水，继续搅拌时间100s。以此配方生产C35预拌混凝土，工作性能良好，1小时后塌落度仍能保持在150mm以上，一天强度达lOMPa，28天之后强度为45MPa，比同替代量的掺S75矿渣粉混凝土强度高5MPa。实施例3一种有磷渣粉的预拌混凝土，其a、混凝土原材料混凝土中采用普通硅酸盐42.5R水泥，一级粉煤灰(45ym筛余小于12%)及比表面积为350m2/kg磷渣粉(等重量替代50%水泥后，标准稠度用水量下的终凝时间为5小时40分钟)为胶凝组分；采用最大粒径19.0mm，连续粒级，表观密度2670kg/m3的卵石及表观密度2625kg/m3的中砂为集料；采用萘系减水剂、三萜皂苷引气剂及黄原胶为保水剂复配成外加剂。b、混凝土的重量配合比水泥粉煤灰磷渣粉水卵石中砂萘系减水剂三萜皂苷引气剂黄原胶=200759017510907302.50.20.008。d、混凝土制备方法按配合比称取胶凝材料、集料、水及外加剂。将外加剂溶解于拌合水中，然后将胶凝材料及集料加入搅拌机(强制式单卧轴混凝土搅拌机HJW-60型)中搅拌20s，之后加入溶解了外加剂的拌合水，继续搅拌时间100s。以此配方生产C25预拌混凝土，工作性能良好，1小时后塌落度仍能保持在150mm以上，一天强度达lOMPa，28天之后强度为34MPa，比同替代量的掺S75矿渣粉混凝土强度高2MPa。实施例4一种有磷渣粉的预拌混凝土，其组成和重量配比包括水泥120份、磷渣粉10份、粉煤灰0份、萘系减水剂0.5份、三萜皂苷引气剂0.02份、黄原胶0.001份、粗集料卵石600份、细集料中砂200份、以及水165份。实施例5一种有磷渣粉的预拌混凝土，其组成和重量配比包括水泥500份、磷渣粉250份、粉煤灰120份、萘系减水剂6份、三萜皂苷引气剂0.5份、黄原胶0.02份、粗集料卵石1700份、细集料中砂900份、以及水185份。实施例6一种有磷渣粉的预拌混凝土，其组成和重量配比包括水泥250份、磷渣粉130份、粉煤灰60份、萘系减水剂3份、三萜皂苷引气剂0.25份、黄原胶0.01份、粗集料卵石900份、细集料中砂500份、以及水175份。实施例7一种有磷渣粉的预拌混凝土，其组成和重量配比包括水泥180份、磷渣粉100份、粉煤灰20份、萘系减水剂2份、三萜皂苷引气剂0.1份、黄原胶0.009份、粗集料卵石800份、细集料中砂300份、以及水170份。实施例8:一种有磷渣粉的预拌混凝土，其组成和重量配比包括水泥400份、磷渣粉150份、粉煤灰80份、萘系减水剂4份、三萜皂苷引气剂0.3份、黄原胶0.015份、粗集料卵石1200份、细集料中砂800份、以及水180份。实施例9一种有磷渣粉的预拌混凝土，其组成和重量配比包括水泥330份、磷渣粉150份、粉煤灰70份、萘系减水剂5份、三萜皂苷引气剂0.4份、黄原胶0.013份、粗集料卵石1000份、细集料中砂500份、以及水175份。实施例10-18一种有磷渣粉的预拌混凝土，其包括的组成和重量配比见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述实施例4-18中所述磷渣粉的比表面积可以为50m2/kg-850m7kg、较好的为300m2/kg-450m2/kg，该磷渣粉较好的由烘干至水分小于(重量％)的磷渣、通过球磨机粉磨而成；所述粗集料可以是表观密度为200-3500kg/m3的任何天然或人造的的卵石、碎石或陶粒等集料，较好的是连续级配、最大粒径小于31.5mm、表观密度为1700_3500kg/m3的卵石或碎石；所述细集料是表观密度为200-3500kg/m3，细度模数为1_5的天然或人工砂，较好的是表观密度为1700-3500kg/m3，细度模数为1.5-3的天然或人工砂。上述实施例4-18中所述预拌混凝土的制备方法依据国标GBT14902《预拌混凝土》的规定制备。本
发明内容所述及上述实施例中，所述水泥可以是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥等胶凝材料；例如重庆腾辉地维水泥有限公司生产的42.5R普通硅酸盐水泥、或重庆拉法基水泥有限公司生产的42.5R普通硅酸盐水泥、或四川双马水泥有线公司生产的42.5R普通硅酸盐水泥；本
发明内容所述及上述实施例中，所述粉煤灰是45ym筛余不大于45%的粉煤灰，较好的是45i!m筛余小于12%的一级粉煤灰；例如四川省江油市青莲镇提供的一级破碎粉煤灰、或成都广川实业有限公司提供的二级粉煤灰；本
发明内容所述及上述实施例中，所述磷渣可以是四川省眉山市广益磷化工有限公司、四川省攀枝花市川投化学工业(集团)有限公司、成都广川实业有限公司什邡分公司、或绵阳启明星磷化工有限公司提供的工业废渔——磷渣；本
发明内容所述及上述实施例中，所述减水剂可以是木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂(即萘系减水剂)、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物减水剂、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物减水剂、氨基磺酸盐减水剂或聚羧酸系减水剂中的一种或两种以上的混合物；所述萘系减水剂可以是四川柯帅外加剂有限公司生产的KS-20低浓型萘系高效减水剂(干粉)、主要成分为萘磺酸盐甲醛缩合物，或四川三三科技有限责任公司生产的SSFDN-SP萘系高效减水剂低浓(干粉)、主要成分为0-萘磺酸钠甲醛缩合物，或江苏博特新材料有限公司生产的SBTJM_B型萘系高效减水剂；本
发明内容所述及上述实施例中，所述引气剂可以是木材树脂酸盐、合成洗涤剂、磺化木质素的盐类、石油酸盐类、蛋白质的盐类(如三萜皂苷引气剂)、脂肪酸或树脂酸及其盐类、有机硅化合物类、磺酸烃的有机盐类、等中的一种或两种以上的混合物；所述三萜皂苷引气剂可以是四川柯帅外加剂有限公司生产的三萜皂苷引气剂，或浙江常山县绿圣生物科技有限责任公司生产的SJ型三萜皂甙混凝土引气剂，或江苏省新沂市飞皇化工有限公司生产的TC-R引气剂、其主要成份为天然的三萜皂甙；本
发明内容所述及上述实施例中，所述保水剂可以是聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶、明胶、糊精、木糖醇母液、动物胶、淀粉醚等中的一种或两种以上的混合物；所述保水剂黄原胶可以是山东阜丰发酵有限公司生产的黄原胶、或河南郑州世纪百川食品配料有限公司生产的黄原胶、或河南郑州新天原化工有限公司生产的黄原胶。上述实施例中，所述水为符合JGJ63《混凝土用水标准》规定的拌合用水。上述有磷渣粉的预拌混凝土，在有特殊要求时，可添加各类混凝土早强剂、缓凝剂、膨胀剂、防水剂、阻锈剂等其他混凝土外加剂。本发明不限于上述实施例，本
发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。权利要求一种有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是组成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、减水剂0.5-20份、引气剂0-0.5份、保水剂0-0.02份、粗集料50-17000份、细集料20-9000份、以及水100-300份。2.按权利要求1所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是组成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、减水剂0.5_6份、引气剂0.02-0.5份、保水剂0.001-0.02份、粗集料600-1700份、细集料200-900份、以及水165-185份。3.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述水泥是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。4.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述磷渣粉是经过粉碎得到的磷渣粉。5.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述粉煤灰是45i!m筛余不大于45%的粉煤灰。6.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述减水剂是木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物减水剂、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物减水剂、氨基磺酸盐减水剂或聚羧酸系减水剂中的一种或两种以上的混合物。7.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述引气剂是木材树脂酸盐、合成洗涤剂、磺化木质素的盐类、石油酸盐类、蛋白质的盐类、脂肪酸或树脂酸及其盐类、有机硅化合物类、磺酸烃的有机盐类中的一种或两种以上的混合物。8.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述保水剂是聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶、明胶、糊精、木糖醇母液、动物胶、淀粉醚中的一种或两种以上的混合物。9.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述粗集料是表观密度为200-3500kg/m3的天然或人造的的卵石、碎石或陶粒集料。10.按权利要求1或2所述的有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是所述细集料是表观密度为200-3500kg/m3，细度模数为1_5的天然或人工砂。全文摘要一种有磷渣粉的预拌混凝土，其特征是组成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、减水剂0.5-20份、引气剂0-0.5份、保水剂0-0.02份、粗集料50-17000份、细集料20-9000份、以及水100-300份。本发明将工业废渣——磷渣粉作为混凝土掺合料部分取代水泥掺入预拌混凝土、降低了水泥用量，利用磷渣的缓凝特性、降低混凝土的胶凝材料成本及混凝土泵送剂的制造成本，同时充分发挥磷渣的特性，降低混凝土的水化热和绝热温升，降低混凝土的弹性模量，提高混凝土极限拉伸值，强度增长率大，耐久性明显改善；变废为宝，化害为利。文档编号C04B18/04GK101798207SQ20101014008公开日2010年8月11日申请日期2010年4月7日优先权日2010年4月7日发明者卢忠远,李三霞,杨奉源,焦雷申请人:西南科技大学