利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于：所述的混凝土渠槽预制件包括以下重量份数的原料：其中，粗细骨料60?70份、42.5硫铝酸盐水泥10?20份、粉煤灰5?10份、矿渣微粉5?10份、早强剂1?3份、高效减水剂1?3份、消泡剂0.1?0.5份，所述的高效减水剂为木质素磺酸钙减水剂。本发明的混凝土渠槽预制件成本低廉、性能优异、质量稳定，具有优异抗压强度、抗冻以及抗渗性能；为进一步加强农田水利标准化建设，全面提升我国农田水利工程建设水平和管护水平，提高灌溉水的利用率，实现水资源的高效利用。
【专利说明】
利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法
技术领域
[0001] 本发明属于混凝土的加工领域，具体涉及一种可广泛用于农业工程和水利建设工 程的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法。
【背景技术】
[0002] 矿渣属于工业固体废料的一种，是高炉炼铁过程中排出的废渣，产量随冶炼技术 和矿石的品味不同而变化，一般为生铁产量的25%-90%，按此估计我国矿渣年产量在6000万 吨左右，矿渣主要用作水泥的混合材，矿渣微粉不仅可生产优质矿渣水泥，还可以广泛用于 混凝土搅拌站，建筑制品和砼工程领域。
[0003] 随着我国现代农业和水利基础设施的大力发展，国家和地方对农业和水利基础建 设的投资规模越来越大。我国是一个对农业技术相对落后的国家，地域辽阔，水资源分配十 分不均，特别是对西部地区，部分省市的水资源非常紧缺。在此同时，由于灌排方式和材料 的不合理，大量水资源没有得到很好的利用和保护，已经成为我国农业工程和水利建设中 水资源低效利用的严重问题。20多年来，预制混凝土渠槽(简称U型渠槽)在我国各省市，特 别是西部水资源紧缺地区的农业水利工程中推广应用，得到了各地农业和水利部门的充分 肯定，取得了显著的经济效益和社会效益。
[0004] 据不完全统计，至2014年底，全国预制混凝土渠槽生产企业400多家，年生产3000 万套渠槽，混凝土用量超过500万m3,已成为我国水泥混凝土制品行业中一个较大的产品。 同时，由于它的用户对象是农业工程和水利工程，因此，它的使用范围将不断扩大。U型渠槽 的产品质量对节约农田灌溉用水和水资源的保护具有重要意义。但在工程应用中，经常会 有输水槽体变形的问题发生，导致渠槽在装配后搭接不严，渠水外漏，直接影响了防渗效 果，对农田水利建设的质量带来很多隐患。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种成本低廉、性能优异、质量稳定，具有优异抗压强度、抗 冻以及抗渗性能的混凝土渠槽预制件;为进一步加强农田水利标准化建设，全面提升我国 农田水利工程建设水平和管护水平，提高灌溉水的利用率，实现水资源的高效利用。
[0006] 本发明是这样实现的： 一种利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于，所述的混凝土渠槽预制件 包括以下重量份数的原料:其中，粗细骨料60-70份、42.5硫铝酸盐水泥10-20份、粉煤灰5-10份、矿渣微粉5-10份、早强剂1-3份、高效减水剂1-3份、消泡剂0.1-0.5份，所述的高效减 水剂为木质素磺酸钙减水剂； 混凝土渠槽预制件的生产方法为:根据配比将粗细骨料、42.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿 渣微粉拌合后再加入已掺入早强剂、高效减水剂和消泡剂的水，拌匀，水灰比为0.45-0.50; 在振动台上安装已垫上塑料薄膜或涂上脱模油的模板，再将拌匀的混凝土均匀铺上，然后 开动振动器振实，振动2-3分钟后再进行抹光;振好并抹光后的平板混凝土通过机械压弯成 型，并送到定型机上定型；定型后的预制槽运送到养护场地，先悬空吊挂养护12-24小时后 即可拆模，然后再集中到空地上进行洒水养护6-10天即可。
[0007]进一步，所述的粗细骨料为河沙和人工石的混合物，河沙和人工石的重量比为1: 1-1.5;所述河沙的细度模数为2.2- 3.0，所述人工石粒径为5-15mm。
[0008]进一步，所述的矿渣微粉比表面积大于430m2/kg。
[0009]进一步，所述的消泡剂成分包括氟硅油、三苯甲烷、壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂和聚 丙烯酰胺;氟硅油、三苯甲烷、壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂、聚丙烯酰胺的质量比为2:1:0.5: 1〇
[0010]进一步，所述的早强剂成分包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺和柠檬 酸；甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸的重量比为3:3:2:1:1:0.1-0.5。 [0011]进一步，所述的早强剂的制备方法为按配方比选取上述原料的甲酸钙、硫酸铁、氯 化钙、膨润土经过粉磨，搅拌混合均匀后加水加热至40-50°C;再将三乙醇胺和柠檬酸加入 到混合物中，并继续加热到70-80 °C进行催化反应20-30min，冷却后即得。
[0012]进一步，所述的木质素磺酸钙减水剂制备方法为将亚硫酸盐法制浆废液浓缩，加 入氢氧化钠调节PH值至8-10,通入空气在70-80°C下反应10_12h后加入与亚硫酸盐法纸浆 废液等质量的硫酸钠，在70_80°C下反应40-50min，过滤，干燥后即得木质素磺酸钙减水剂。
[0013] 本发明突出的实质性特点和显著的进步是： 1、本发明制备的混凝土渠槽预制件具有防渗性好、柔性好、抗变形能力强、抗冻能力 强、槽体轻巧、安装方便、综合造价低等优点。
[0014] 2、适应性强，混凝土渠槽预制件可工厂化生产，混凝土质量有保证，可常年生产， 集中使用;工程量小、占地少、造价低;抗冲刷能力强，渠道无淤积。
[0015] 3、本发明采用矿渣微粉作为掺和料，不仅能降低混凝土渠槽预制件生产成本、而 且经济价值可观；同时能利用矿渣资源解决环保问题，完全符合我国可持续发展的战略方 针和要求；由于掺和矿渣微粉能使混凝土渠槽预制件具有良好的力学性能和稳定性能，因 此广泛用于农业水利工程、高强度和大跨度的桥梁和高层建筑中，对经济建设起着不可或 缺的作用。
[0016] 4、本发明采用矿渣微粉作为掺和料，减少水泥用量，大幅度提高混凝土渠槽预制 件的强度，有效抑制混凝土的碱骨料反应，显著提高混凝土的抗碱骨料反应性能，提高混凝 土渠槽预制件的耐久性；减少混凝土的泌水量，改善混凝土的和易性；改善混凝土的致密 性，显著提高渠槽预制件的抗渗性。
[0017] 5、本发明采用的有机硅消泡剂具有稳定性好，消泡速度快，用量少，无毒无味等特 点。
[0018] 6、本发明的早强剂增大水泥水化速度，促进混凝土的终凝，减少混凝土初终凝时 间间隔，同时使混凝土渠槽预制件的早期强度有较大提高，能够加速混凝土渠槽预制件的 凝结硬化，提高早期强度。
[0019] 7、本发明采用的木质素磺酸钙减水剂可以减少用水量10%以上，抗压强度平均提 高15%以上，显著的改善混凝土的和易性，极大地提高混凝土的耐久性，能大幅度的降低水 泥水化初期的水化热。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0021] 实施例1 本实施例所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，主要包括以下步骤： 所述的混凝土渠槽预制件包括以下重量份数的原料:其中，粗细骨料60份、42.5硫铝酸 盐水泥20份、粉煤灰10份、矿渣微粉10份、早强剂3份、高效减水剂3份、消泡剂0.5份，所述的 高效减水剂为木质素磺酸钙减水剂； 混凝土渠槽预制件的生产方法为:根据配比将粗细骨料、42.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿 渣微粉拌合后再加入已掺入早强剂、高效减水剂和消泡剂的水，拌匀，水灰比为0.50;在振 动台上安装已垫上塑料薄膜或涂上脱模油的模板，再将拌匀的混凝土均匀铺上，然后开动 振动器振实，振动2分钟后再进行抹光;振好并抹光后的平板混凝土通过机械压弯成型，并 送到定型机上定型;定型后的预制槽运送到养护场地，先悬空吊挂养护12小时后即可拆模， 然后再集中到空地上进行洒水养护10天即可。 实施例2 本实施例所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，主要包括以下步骤： 所述的混凝土渠槽预制件包括以下重量份数的原料:其中，粗细骨料65份、42.5硫铝酸 盐水泥15份、粉煤灰6份、矿渣微粉6份、早强剂2份、高效减水剂2份、消泡剂0.2份，所述的高 效减水剂为木质素磺酸钙减水剂； 混凝土渠槽预制件的生产方法为:根据配比将粗细骨料、42.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿 渣微粉拌合后再加入已掺入早强剂、高效减水剂和消泡剂的水，拌匀，水灰比为0.46;在振 动台上安装已垫上塑料薄膜或涂上脱模油的模板，再将拌匀的混凝土均匀铺上，然后开动 振动器振实，振动3分钟后再进行抹光;振好并抹光后的平板混凝土通过机械压弯成型，并 送到定型机上定型;定型后的预制槽运送到养护场地，先悬空吊挂养护24小时后即可拆模， 然后再集中到空地上进行洒水养护6天即可。 实施例3 本实施例所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，主要包括以下步骤： 所述的混凝土渠槽预制件包括以下重量份数的原料:其中，粗细骨料68份、42.5硫铝酸 盐水泥18份、粉煤灰8份、矿渣微粉8份、早强剂2份、高效减水剂3份、消泡剂0.4份，所述的高 效减水剂为木质素磺酸钙减水剂； 混凝土渠槽预制件的生产方法为:根据配比将粗细骨料、42.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿 渣微粉拌合后再加入已掺入早强剂、高效减水剂和消泡剂的水，拌匀，水灰比为0.48;在振 动台上安装已垫上塑料薄膜或涂上脱模油的模板，再将拌匀的混凝土均匀铺上，然后开动 振动器振实，振动2分钟后再进行抹光;振好并抹光后的平板混凝土通过机械压弯成型，并 送到定型机上定型;定型后的预制槽运送到养护场地，先悬空吊挂养护18小时后即可拆模， 然后再集中到空地上进行洒水养护9天即可。 实施例4 本实施例所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，主要包括以下步骤： 所述的混凝土渠槽预制件包括以下重量份数的原料:其中，粗细骨70份、42.5硫铝酸盐 水泥10份、粉煤灰5份、矿渣微粉5份、早强剂1份、高效减水剂1份、消泡剂0.1份，所述的高效 减水剂为木质素磺酸钙减水剂； 混凝土渠槽预制件的生产方法为:根据配比将粗细骨料、42.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿 渣微粉拌合后再加入已掺入早强剂、高效减水剂和消泡剂的水，拌匀，水灰比为0.50;在振 动台上安装已垫上塑料薄膜或涂上脱模油的模板，再将拌匀的混凝土均匀铺上，然后开动 振动器振实，振动2-3分钟后再进行抹光;振好并抹光后的平板混凝土通过机械压弯成型， 并送到定型机上定型；定型后的预制槽运送到养护场地，先悬空吊挂养护20小时后即可拆 模，然后再集中到空地上进行洒水养护8天即可。 本发明主要技术指标：
由上述技术数据来看，本发明混凝土渠槽预制件的抗渗等级、抗冻等级、抗压强度均达 到或超过国家标准。
【主权项】
1. 一种利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的混凝土渠槽预制 件包括以下重量份数的原料:其中，粗细骨料60-70份、42.5硫铝酸盐水泥10-20份、粉煤灰 5-10份、矿渣微粉5-10份、早强剂1-3份、高效减水剂1-3份、消泡剂0.1-0.5份，所述的高效 减水剂为木质素磺酸钙减水剂； 混凝土渠槽预制件的生产方法为:根据配比将粗细骨料、42.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿 渣微粉拌合后再加入已掺入早强剂、高效减水剂和消泡剂的水，拌匀;在振动台上安装已垫 上塑料薄膜或涂上脱模油的模板，再将拌匀的混凝土均匀铺上，然后开动振动器振实，振动 2-3分钟后再进行抹光;振好并抹光后的平板混凝土通过机械压弯成型，并送到定型机上定 型；定型后的预制槽运送到养护场地，先悬空吊挂养护12-24小时后即可拆模，然后再集中 到空地上进行洒水养护6-10天即可。2. 根据权利要求1所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的 粗细骨料为河沙和人工石的混合物，河沙和人工石的重量比为1:1-1.5;所述河沙的细度模 数为2.2-3.0，所述人工石粒径为5-15111111。3. 根据权利要求1所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的 矿渣微粉比表面积大于430m2/kg。4. 根据权利要求1所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的 消泡剂成分包括氟硅油、三苯甲烷、壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂和聚丙烯酰胺;氟硅油、三苯 甲烷、壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂、聚丙烯酰胺的质量比为2:1:0.5:1。5. 根据权利要求1所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的 早强剂成分包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺和柠檬酸；甲酸钙、硫酸铁、氯化 钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸的重量比为3:3:2:1:1:0.1-0.5。6. 根据权利要求5所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的 早强剂的制备方法为按配方比选取上述原料的甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土经过粉磨， 搅拌混合均匀后加水加热至40_50°C ;再将三乙醇胺和柠檬酸加入到混合物中，并继续加热 到70-80 °C进行催化反应20-30min，冷却后即得。7. 根据权利要求1所述的利用矿渣生产混凝土渠槽预制件的方法，其特征在于:所述的 木质素磺酸钙减水剂制备方法为将亚硫酸盐法制浆废液浓缩，加入氢氧化钠调节PH值至8-10,通入空气在70-80°C下反应10_12h后加入与亚硫酸盐法纸浆废液等质量的硫酸钠，在 70-80°C下反应40-50min，过滤，干燥后即得木质素磺酸钙减水剂。
【文档编号】C04B103/50GK106007593SQ201610352580
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】雷军强, 韦颖婷, 覃稳梅, 李玉秋, 莫晓君, 韦倩梅
【申请人】象州县科学技术局