专利名称：：用于配制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种配制高强、超高强混凝土用的掺合料，进一步涉及由几种材料复合而成的掺合料的组成及生产方法。随着现代建筑技术的发展，建筑工程对高强混凝土(≥C60)、超高强混凝土(＞C80)的需求不断增长，目前国际上配制高强、超高强、大流动度不离析、高耐久性这种高性能混凝土比较通行的技术路线是通用水泥加掺合料及一些高性能外加剂。日本、美国等国家所使用的掺合料是硅灰或磨细高炉矿渣或磨细粉煤灰。其中硅灰对混凝土的增强效果最佳，但硅灰资源少价格较贵，作为混凝土掺合料不经济。磨细矿渣作为掺合料在日本等国有成功的实践，但有增大混凝土泌水性和离析的缺点。磨细粉煤灰作为掺合料则有早期强度低的缺点。在我国，高性能混凝土的需求正在快速增长，随着现代建筑向高层化、大跨化、地下化的发展，对高性能混凝土掺合料将会形成新的市场需求。国内有不少人仿效国外经验采用磨细矿渣作为掺合料，由于国度不同，矿渣组分及熟料矿物组成的差异，在我国单一磨细矿渣掺合料的增强效果远不及国际上所报导的水平。总之，国际国内现有的单一组分的掺合料，无论是纯矿渣或是纯粉煤灰，虽然它们作为掺合料有各自独特的优点，但都很难同时满足配制具有高强、超高强、大流动度不离析和高耐久性技术要求的混凝土。因此，国外有人曾用无水石膏9％、活性二氧化硅1.8-45％和高炉矿渣1.8-45％掺入水泥中作为水泥混合材，例如WPI91-032916/05公开了一种高强混凝土的水泥混合材，但是所用的活性二氧化硅其实质是硅灰，因此缺少经济性，而且其性能不能同时满足配制高性能混凝土应有的要求指标(高强、超高强、大流动度不离析和高耐久性)。本发明的目的是研制一种用于配制高强、超高强、大流动度、高耐久性混凝土用的复合掺合料，进一步的目的是利用丰富的国产资源，和工业废渣生产质优价廉的复合掺合料。本发明的技术方案是复合掺合料是由高炉矿渣、活化硅铝酸盐矿物和无水石膏复合配制生产的，其中高炉矿渣无水石膏活化硅铝酸盐矿物的配比为60-90％5-20％2-20％重量百分比；复合掺合料的制备工艺是先将无水石膏和活化硅铝酸盐矿物分别破碎，然后与高炉矿渣按上述组成配合，最后将它们一起入磨粉磨，粉磨的细度控制勃氏比表面积为450-850m2/Kg；复合掺合料作为混凝土掺合料可等量替代水泥30-60％，配制出高强度(C80以上)、大流动度、低水化热的高性能混凝土。本发明具有以下的优点1.由于本发明的复合掺合料是根据复合胶凝效应原理筛选材料组成优化配伍的，即选择胶凝特性互补的不同种类掺合料组成复合掺合料体系，使之具有良好的复合胶凝效应，达到复合增强效果；同时根据颗粒紧密堆积原理，调整复合掺合料颗粒级配，使之与水泥形成细观自紧密堆积体系；并且根据混凝土流变学原理，将不同流变特性的材料复合，使其配制的新拌混凝土具有较小的屈服应力和适当的粘度，以确保所配制的混凝土具有大流动度不离析的特性，因此本发明的掺合料可显著改善混凝土流动性和塌落度损失，并且具有减水效果，在维持塌落度相同的条件下，掺复合掺合料的混凝土一般可降低用水量10％；能改善混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化等耐久性，且长期强度持续增长；并可显著降低大体积混凝土的水化热。2.由于本发明的原料是工业废渣和天然矿物材料，所以复合掺合料的生产成本比水泥低，且投资省上马快，生产复合掺合料具有显著的经济效益。复合掺合料可等量替代水泥30-60％，配制出高性能混凝土，其价格也低于水泥，因此使用复合掺合料可降低工程造价，是有很强的市场生命力的。3.本发明的复合掺合料的生产工艺简单，应用技术简便。现结合实施例对本发明作进一步的说明图1.复合掺合料的生产工艺流程图实施例1.复合掺合料的组成本发明的复合掺合料的原材料及配比实例如下表1复合掺合料配比实施例2.如图1所示复合掺合料生产工艺先将原材料进行分析；并分别破碎；其中无水石膏是天然硬石膏或是由二水石膏经700-800℃煅烧制成的，活化硅铝酸盐矿物是由天然硅铝酸盐矿物经650-750℃煅烧制成的，其化学成分为SiO240-70％Al2O325-50％Fe2O30.5-3％MgO0.5-3％Loss1-3％将原材料按实施例1配比配合；然后一起入磨机粉磨，经粉磨的成品控制细度为勃氏比表面积为450-850m2/Kg。配料计量误差控制A.粒化高炉矿渣±2％；B.无水石膏±1％；C.活化硅铝酸盐矿物±1％；原材料含水率控制入磨原材料含水率＜2％采用主要设备烘干机；煅烧窑；破碎机；粉磨机；选粉机；包装机等。实施例3.复合掺合料作为配制高性能混凝土掺合料的效果用本发明的复合混合材作为混凝土掺合料可等量替代水泥30-60％，配制出高强度(C80以上)、大流动度、低水化热的高性能混凝土。实验所用原材料如下A.水泥硅酸盐水泥P.I.525B.I型复合掺合料C外加剂高效减水剂D.碎石5-16mm连续级配，含泥量＜0.1％，压碎指标8.6％E砂中砂Mx＝2.80级配良好含泥量＜0.1％表2复合掺合料掺量与混凝土强度、塌落度<>表3.混凝土耐久性试验结果</tables>表2，表3结果表明，本发明的复合掺合料可显著改善混凝土流动度，并能改善混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化等耐久性。另外，本发明的复合掺合料若替代普通混合材直接掺入水泥中，一般可使水泥标号提高一个等级。不同特性的掺合料掺入水泥中，还可生产各种特性水泥。诸如收缩补偿水泥、低水化热水泥等等。总之，本发明的掺合料不仅可作为混凝土的掺合料配制高强度、大流动度、高耐久性混凝土，而且可用作水泥混合材改善水泥性能、扩大水泥品种。与普通混凝土掺合料具有明显的区别。由于该复合掺合料的成本低，所以用其作为混凝土掺合料配制出的高强度、大流动度不离析、高耐久性的高性能混凝土价格比较经济，满足了日益增长的建筑市场需求。权利要求1.用于配制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺，其特征在于，该复合掺合料组成为(重量百分比)高炉矿渣无水石膏活化硅铝酸盐矿物60％-90％5％-20％2％-20％2.根据权利要求1所述的复合掺合料，其特征在于所述的无水石膏是天然硬石膏或是由二水石膏经700-800℃煅烧制成的无水石膏。3.根据权利要求1所述的复合掺合料，其特征在于所述活化硅铝酸盐矿物是由天然硅铝酸盐矿物经650-750℃煅烧制成的，其化学成分为SiO240-70％Al2O325-50％Fe2O30.5-3％MgO0.5-3％Loss1-3％4.用于配制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺，其特征在于，该复合掺合料的制备工艺是；先将无水石膏和活化硅铝酸盐矿物分别破碎，并与高炉矿渣按要求的组成配合，然后将它们一起入磨粉磨。5.根据权利要求2所述的复合掺合料的制备工艺，其特征在于，所述的粉磨工艺要控制复合掺合料的细度为勃氏比表面积450-850m2/Kg。6.用于配制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺，其特征在于，作为混凝土掺合料可等量替代水泥30-60％，配制出高强、超高强、大流动度不离析、高耐久性混凝土。全文摘要本发明涉及用于配制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺,由高炉矿渣∶无水石膏∶活化硅铝酸盐矿物按60—90%∶5—20%∶2—20%重量百分比组成;其制备工艺:先将上述原料分别破碎后按上述组成配合入磨粉磨,粉磨细度控制达勃氏比表面积450—850m文档编号C04B7/00GK1186056SQ9611663公开日1998年7月1日申请日期1996年12月23日优先权日1996年12月23日发明者张雄,吴科如申请人:同济大学