用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910188932.6 (22)申请日 2019.03.13 (71)申请人 金泰成环境资源股份有限公司 地址 054100 河北省邢台市沙河市新城镇 白错村 (72)发明人 郝军中汤畅胡杰的郝军军 温煦佘亮 (74)专利代理机构 北京市广友专利事务所有限 责任公司 11237 代理人 张仲波 (51)Int.Cl. C04B 24/24(2006.01) C04B 28/04(2006.01) (54)发明名称 一种用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺 合料 (57)摘要 本。

2、发明提供一种用于混凝土制品的低粘密 实型矿物掺合料， 属于混凝土技术领域。 所述低 粘、 密实型矿物掺合料的组成按重量百分比计分 别为： 超细矿渣粉80-89wt， 超细钢渣粉3- 8wt， 粉煤灰空心玻璃沉珠3-8wt， 减水剂 0.1-0.2wt， 激发剂1.0-1.5wt， 增强剂2- 4wt。 把各种原材料按比例计量后直接混合均 匀制得用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合 料， 当该低粘密实型矿物掺合料占胶凝材料10- 30wt时， 不仅可以改善预应力混凝土制品的养 护制度、 降低养护成本， 还可以发挥矿物掺合料 与胶凝材料、 机制砂、 碎石和水之间的协同作用， 有效降低混凝土拌合物的粘。

3、度及混凝土水化热， 减少结构开裂几率， 保证预应力混凝土制品后期 强度发展的稳定性， 使得最终制备的预应力混凝 土制品具有优良的密实性及耐久性。 权利要求书1页 说明书5页 CN 110028265 A 2019.07.19 CN 110028265 A 1.一种用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述低粘、 密实型矿物 掺合料的组成按重量百分比计分别为： 超细矿渣粉80-89wt， 超细钢渣粉3-8wt， 粉煤灰 空心玻璃沉珠3-8wt， 减水剂0.1-0.2wt， 激发剂1.0-1.5wt， 增强剂2-4wt。 2.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料，。

4、 其特征在于， 所述低 粘、 密实型矿物掺合料的组成按重量百分比计分别为： 超细矿渣粉83.9-87.3wt， 超细钢 渣粉3-8wt， 粉煤灰空心玻璃沉珠3-8wt， 减水剂0.1-0.2wt， 激发剂1.0-1.5wt， 增 强剂2-4wt。 3.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述低 粘、 密实型矿物掺合料为比表面积至少1000m2/kg的矿物掺合料。 4.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述的 超细矿渣粉为比表面积至少1000m2/kg的工业炼铁副产品， 所述的超细钢渣粉为比表面积 至少800m2/kg的转。

5、炉钢渣， 所述的粉煤灰空心玻璃沉珠为比表面积至少1200m2/kg的粉煤灰 空心玻璃沉珠物。 5.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述的 超细矿渣粉需水量比为98， 28d活性可达到120； 所述的粉煤灰空心玻璃沉珠需水量比 小于90， 28d活性指数大于95。 6.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述的 超细钢渣粉包括氧化镁1013wt、 氧化钙3040wt、 氧化铝46wt、 氧化铁3 8wt。 7.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述的 粉煤灰空心玻璃沉珠为粉煤灰中分离。

6、提取的碳粉和玻璃沉珠混合而成； 所述的减水剂为粉 体聚羧酸高效减水剂。 8.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述的 激发剂为碳酸钠和氢氧化钠按质量比1:1混合而成。 9.根据权利要求1所述用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 其特征在于， 所述的 增强剂材料为甲酸钙和硫酸钠按质量比1:2混合而成。 10.一种预应力混凝土， 其特征在于， 将占胶凝材料和低粘密实型矿物掺合料总和10- 30wt的权利要求1-9任一所述的用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料按组成质量百 分比混合均匀， 添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌制成预应力混凝土拌合物， 。

7、制成预应力混凝土拌合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力混凝土。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110028265 A 2 一种用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料 技术领域 0001 本发明涉及混凝土技术领域， 尤其是涉及一种用于预应力混凝土管桩和轨枕或轨 道板等混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料。 背景技术 0002 预应力高强混凝土管桩是目前基础建设中最为常用的混凝土制品， 其强度较高、 沉桩简单， 已广泛地应用于公路与铁路桥梁等重点工程中。 预应力高强混凝土管桩先经过 常压蒸养后脱模， 后经过180左右的高压蒸养制成， 现多为C80级以上的混凝土。 0003 而预应力混凝土轨枕或轨道。

8、板是铁路轨道结构中的关键组成之一， 其通过常压蒸 养制成， 脱模强度要求16h达到48MPa， 与此同时， 混凝土芯部温度不能超过55。 0004 这两种预应力混凝土制品均采用高标号水泥和超细矿物掺合料， 在较低水胶比的 条件下制备而成， 虽然实现了混凝土早期强度的快速增长， 但是现有的原材料和生产工艺 容易导致制备的混凝土拌合物 “粘度大、 后期强度增长缓慢或倒缩、 混凝土耐久性不良” 等 问题的出现， 不利于预应力混凝土制品的强度增长保持稳定和耐久性的提高。 发明内容 0005 本发明提供了一种用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 解决了现有技术中 制备的混凝土拌合物存在的 “粘度大、 。

9、后期强度增长缓慢或倒缩、 混凝土耐久性不良” 等问 题。 0006 本发明提供一种用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料， 所述低粘、 密实型矿 物掺合料的组成按重量百分比计分别为： 超细矿渣粉80-89wt， 超细钢渣粉3-8wt， 粉煤 灰空心玻璃沉珠3-8wt， 减水剂0.1-0.2wt， 激发剂 1.0-1.5wt， 增强剂2-4wt。 0007 优选地， 所述低粘、 密实型矿物掺合料的组成按重量百分比计分别为： 超细矿渣粉 83.9-87.3wt， 超细钢渣粉3-8wt， 粉煤灰空心玻璃沉珠3-8wt， 减水剂0.1-0.2wt， 激发剂1.0-1.5wt， 增强剂2-4wt。 000。

10、8 优选地， 所述低粘、 密实型矿物掺合料为比表面积至少1000m2/kg的矿物掺合料。 0009 优选地， 所述的超细矿渣粉为比表面积至少1000m2/kg的工业炼铁副产品， 所述的 超细钢渣粉为比表面积至少800m2/kg的转炉钢渣， 所述的粉煤灰空心玻璃沉珠为比表面积 至少1200m2/kg的粉煤灰空心玻璃沉珠物。 0010 优选地， 所述的超细矿渣粉需水量比为98， 28d活性可达到120； 所述的粉煤灰 空心玻璃沉珠需水量比小于90， 28d活性指数大于95。 0011 优选地， 所述的超细钢渣粉包括氧化镁1013wt、 氧化钙3040wt、 氧化铝4 6wt、 氧化铁38wt。 0。

11、012 优选地， 所述的粉煤灰空心玻璃沉珠为粉煤灰中分离提取的碳粉和玻璃沉珠混合 而成； 所述的减水剂为粉体聚羧酸高效减水剂。 0013 优选地， 所述的激发剂为碳酸钠和氢氧化钠按质量比1:1混合而成。 说明书 1/5 页 3 CN 110028265 A 3 0014 优选地， 所述的增强剂材料为甲酸钙和硫酸钠按质量比1:2混合而成。 0015 一种预应力混凝土， 将占胶凝材料和低粘密实型矿物掺合料总和 10-30wt的权 利要求1-9任一所述的用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料按组成质量百分比混合均 匀， 添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌制成预应力混凝土拌合物， 制成预应力。

12、 混凝土拌合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力混凝土。 0016 本发明的上述技术方案的有益效果如下： 0017 本发明通过把各种原材料按比例计量后直接混合均匀制得用于混凝土制品的低 粘密实型矿物掺合料， 当该低粘密实型矿物掺合料占胶凝材料 10-30wt时， 不仅可以改 善预应力混凝土制品的养护制度和养护成本， 还可以发挥矿物掺合料与胶凝材料、 机制砂、 碎石和水之间的协同作用， 有效降低混凝土拌合物的粘度及混凝土水化热， 减少结构开裂 几率， 保证预应力混凝土制品后期强度发展的稳定性， 使得最终制得的预应力混凝土制品 具有优良的密实性及耐久性。 具体实施方式 0018 为使本发明要解决的。

13、技术问题、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合具体实施 例进行详细描述。 0019 本发明要解决的技术问题是克服现有技术中制备的混凝土拌合物存在的 “粘度 大、 后期强度增长缓慢或倒缩、 混凝土耐久性不良” 等问题。 0020 为解决上述技术问题， 本发明提供一种用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合 料， 所述低粘、 密实型矿物掺合料的组成按重量百分比计分别为： 超细矿渣粉80-89wt， 超 细钢渣粉3-8wt， 粉煤灰空心玻璃沉珠3-8wt， 减水剂 0.1-0.2wt， 激发剂1.0- 1.5wt， 增强剂2-4wt。 0021 具体用于混凝土制品的低粘密实型矿物掺合料结合以下实施例进行。

14、说明： 0022 以下所有实施例涉及物质的厂家及型号如下所示： 0023 超细矿渣粉： 比表面积1000m2/kg以上， 金泰成环境资源股份有限公司生产。 0024 超细钢渣粉： 比表面积800m2/kg以上， 金泰成环境资源股份有限公司生产。 0025 粉煤灰空心玻璃沉珠： 比表面积1200m2/kg以上， 山东盈润智能新材料有限公司生 产。 0026 减水剂： 粉体聚羧酸高效减水剂， 西卡(中国)建筑材料有限公司生产。 0027 激发剂： 碳酸钠和氢氧化钠混合而成， 按1:1组合而成， 郑州市中辉化工产品有限 公司生产。 0028 增强剂： 甲酸钙和硫酸钠混合而成， 按1:2组合而成， 郑。

15、州市中辉化工产品有限公 司生产。 0029 水泥： PO 42.5级普通硅酸盐水泥， 河北邢台咏宁水泥有限公司生产。 0030 机制砂： 石灰岩类， 石粉含量10， 细度模数为2.6， 沙河市瑞邦新材料科技有限公 司生产。 0031 碎石： 5-10mm、 10-25mm两种碎石， 沙河市瑞邦新材料科技有限公司生产。 0032 PC聚竣酸高效减水剂： 固含量20， 减水率28， 沙河市祥康外加剂有限公司生 产。 说明书 2/5 页 4 CN 110028265 A 4 0033 水： 自来水。 0034 实施例1 0035 首先将原料按组成和配比为超细矿渣粉87.3wt、 超细钢渣粉3wt、 。

16、粉煤灰空心 玻璃沉珠8wt、 减水剂0.2wt、 激发剂1.5wt、 增强剂2wt准确称量， 然后将称量好的 原料送入混料机或者球磨机混合， 粉磨均匀后出料， 最后得到低粘密实型矿物掺合料。 0036 将制得的低粘密实型矿物掺合料添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌 制成预应力混凝土拌合物， 制成预应力混凝土拌合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力 混凝土。 0037 低粘密实型矿物掺合料的比表面积1200m2/kg， 其中的氧化镁含量为 8wt， 三氧 化硫的含量为1.0wt， 氯离子含量为0.02wt， 含水量为0.3wt， 烧失量为1.0wt， 需水 量比为98wt， 1d活性。

17、指数为110， 28d活性指数为 120， 稠度比为0.86。 0038 预应力混凝土的设计容重为2450kg/m2， 包括胶凝材料为315kg/m2的水泥， 135kg/ m2的低粘密实型矿物掺合料， 32的砂率， 0.25的水胶比， 2.5kg/ m2的减水剂。 0039 上述的混凝土出机状态及抗压强度的测试结果为： 初始塌落度230mm， 初始扩展度 480mm， 脱模强度87MPa， 3d后的抗压强度99MPa。 0040 该混凝土3d、 7d、 14d、 28d的碳化深度分别为0.2mm、 0.3mm、 0.3mm、 0.5mm； 3d、 7d、 14d、 28d的收缩10-3为0.。

18、025、 0.033、 0.039、 0.042。 0041 对比例1 0042 将S95矿粉添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌制成预应力混凝土拌合 物， 制成预应力混凝土拌合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力混凝土。 0043 S95矿粉的比表面积大于等于400m2/kg， 其中的氧化镁含量小于等于 14wt， 三 氧化硫的含量小于等于3.0wt， 氯离子含量小于等于0.06wt， 含水量小于等于1.0wt， 烧失量小于等于4.0wt， 需水量比小于等于105wt。 0044 预应力混凝土的设计容重为2450kg/m2， 包括胶凝材料为292.5kg/m2的水泥， 157.5k。

19、g/m2的S95矿粉， 32的砂率， 0.25的水胶比， 2.5kg/m2的减水剂。 0045 上述的混凝土出机状态及抗压强度的测试结果为： 初始塌落度220mm， 初始扩展度 460mm， 脱模强度65MPa， 3d后的抗压强度78MPa。 0046 该混凝土3d、 7d、 14d、 28d的碳化深度分别为0.5mm、 1.0mm、 1.4mm、 1.7mm； 3d、 7d、 14d、 28d的收缩10-3为0.054、 0.078、 0.109、 0.153。 0047 由实施例1和对比例1可知， 实施例1中的水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料 占比为30wt， 而对比例1中的水泥掺合料中。

20、的S95矿粉占比为 35wt， 对比例1中的S95矿 粉占比明显大于低粘密实型矿物掺合料占比。 0048 而在上述基础上， 实施例1的初级混凝土的初始塌落度和初始扩展度大于对比例 1， 表明实施例的低粘密实型矿物掺合料占比即使低于对比例1， 所制备的混凝土也比对比 例1的流动性和抗压强度好， 且碳化深度和收缩也低于对比例1， 使得混凝土不易风化， 其内 的钢筋不易锈蚀。 0049 实施例2 0050 首先将原料按组成和配比为超细矿渣粉85.9wt、 超细钢渣粉5wt、 粉煤灰空心 玻璃沉珠5wt、 减水剂0.15wt、 激发剂1.2wt、 增强剂2.75wt准确称量， 然后将称量 说明书 3/。

21、5 页 5 CN 110028265 A 5 好的原料送入混料机或者球磨机混合， 粉磨均匀后出料， 最后得到低粘密实型矿物掺合料。 0051 将制得的低粘密实型矿物掺合料添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌 制成预应力混凝土拌合物， 制成预应力混凝土拌合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力 混凝土。 0052 低粘密实型矿物掺合料的比表面积1200m2/kg， 其中的氧化镁含量为 8wt， 三氧 化硫的含量为1.0wt， 氯离子含量为0.02wt， 含水量为0.3wt， 烧失量为1.0wt， 需水 量比为98wt， 1d活性指数为120， 28d活性指数为 118， 稠度比为0.90。

22、。 0053 预应力混凝土的设计容重为2450kg/m2， 包括胶凝材料为360kg/m2的水泥， 90kg/m2 的低粘密实型矿物掺合料， 33的砂率， 0.26的水胶比， 2.0kg/m2的减水剂。 0054 上述的混凝土出机状态及抗压强度的测试结果为： 初始塌落度220mm， 初始扩展度 470mm， 脱模强度79MPa， 3d后的抗压强度91MPa。 0055 该混凝土3d、 7d、 14d、 28d的碳化深度分别为0.2mm、 0.5mm、 0.7mm、 0.8mm； 3d、 7d、 14d、 28d的收缩10-3为0.036、 0.057、 0.073、 0.085。 0056 由。

23、实施例2和对比例1可知， 实施例2中的水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料 占比为20wt， 而对比例1中的水泥掺合料中的S95矿粉占比为 35wt， 对比例1中的S95矿 粉占比明显大于低粘密实型矿物掺合料占比。 0057 而在上述基础上， 实施例2的初级混凝土的初始扩展度大于对比例1， 表明实施例 的低粘密实型矿物掺合料占比即使低于对比例1， 所制备的混凝土也比对比例1的流动性和 抗压强度好， 且碳化深度和收缩也低于对比例1， 使得混凝土不易风化， 其内的钢筋不易锈 蚀。 0058 而实施例2和实施例1相比可知， 随着水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料占比 的降低， 其初始塌落度、 初始扩展。

24、度、 抗压强度也相应降低， 而碳化深度和收缩增大； 表明随 着水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料占比的降低， 混凝土流动性和抗压强度降低， 混 凝土易风化， 其内的钢筋易锈蚀。 0059 实施例3 0060 首先将原料按组成和配比为超细矿渣粉83.9wt、 超细钢渣粉8wt、 粉煤灰空心 玻璃沉珠3wt、 减水剂0.1wt、 激发剂1.0wt、 增强剂4wt准确称量， 然后将称量好的 原料送入混料机或者球磨机混合， 粉磨均匀后出料， 最后得到低粘密实型矿物掺合料。 0061 将制得的低粘密实型矿物掺合料添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌 制成预应力混凝土拌合物， 制成预应力混凝土拌。

25、合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力 混凝土。 0062 低粘密实型矿物掺合料的比表面积1000m2/kg， 其中的氧化镁含量为 9wt， 三氧 化硫的含量为1.0wt， 氯离子含量为0.02wt， 含水量为0.3wt， 烧失量为2.0wt， 需水 量比为95wt， 1d活性指数为125， 28d活性指数为 110， 稠度比为0.90。 0063 预应力混凝土的设计容重为2450kg/m2， 包括胶凝材料为405kg/m2的水泥， 45kg/m2 的低粘密实型矿物掺合料， 37的砂率， 0.29的水胶比， 1.0kg/m2的减水剂。 0064 上述的混凝土出机状态及抗压强度的测试结果为： 初。

26、始塌落度70mm， 脱模强度 55MPa， 3d后的抗压强度68MPa。 0065 该混凝土3d、 7d、 14d、 28d的碳化深度分别为0.3mm、 0.6mm、 0.8mm、 0.8mm； 3d、 7d、 说明书 4/5 页 6 CN 110028265 A 6 14d、 28d的收缩10-3为0.106、 0.120、 0.135、 0.142。 0066 而实施例1-3相比可知， 随着水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料占比的降低， 其初始塌落度、 初始扩展度、 抗压强度也相应降低， 而碳化深度和收缩增大； 表明随着水泥 掺合料中的低粘密实型矿物掺合料占比的降低， 混凝土流动性和抗压强。

27、度降低， 混凝土易 风化， 其内的钢筋易锈蚀。 0067 对比例2 0068 将S95矿粉添加到胶凝材料中， 并与机制砂、 碎石和水搅拌制成预应力混凝土拌合 物， 制成预应力混凝土拌合物后期强度稳定、 耐久性优异的预应力混凝土。 0069 S95矿粉的比表面积大于等于400m2/kg， 其中的氧化镁含量小于等于 14wt， 三 氧化硫的含量小于等于3.0wt， 氯离子含量小于等于0.06wt， 含水量小于等于1.0wt， 烧失量小于等于4.0wt， 需水量比小于等于105wt。 0070 预应力混凝土的设计容重为2450kg/m2， 包括胶凝材料为450kg/m2的水泥， 37的 砂率， 0.。

28、29的水胶比， 1.0kg/m2的减水剂。 0071 上述的混凝土出机状态及抗压强度的测试结果为： 初始塌落度70mm， 脱模强度 49MPa， 3d后的抗压强度56MPa。 0072 该混凝土3d、 7d、 14d、 28d的碳化深度分别为0.5mm、 1.2mm、 1.6mm、 1.9mm； 3d、 7d、 14d、 28d的收缩10-3为0.129、 0.153、 0.175、 0.191。 0073 实施例3中的水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料占比为10wt， 而对比例2中 的水泥掺合料中的S95矿粉占比为0wt， 对比例2中的S95矿粉占比明显小于低粘密实型矿 物掺合料占比。 00。

29、74 而在上述基础上， 实施例3的初级混凝土的初始塌落度等于对比例2， 表明实施例 的低粘密实型矿物掺合料占比即使大于对比例2， 所制备的混凝土也比对比例1的抗压强度 好， 且碳化深度和收缩也低于对比例2， 使得混凝土不易风化， 其内部的钢筋不易锈蚀。 0075 总之， 随着水泥掺合料中的低粘密实型矿物掺合料占比的降低， 其初始塌落度、 初 始扩展度、 抗压强度也相应降低， 而碳化深度和收缩增大； 表明随着水泥掺合料中的低粘密 实型矿物掺合料占比的降低， 混凝土流动性和抗压强度降低， 混凝土易风化， 其内部的钢筋 易锈蚀。 0076 综上可见， 本发明通过把各种原材料按比例计量后直接混合均匀制。

30、得用于混凝土 制品的低粘密实型矿物掺合料， 当该低粘密实型矿物掺合料占胶凝材料和低粘密实型矿物 掺合料的10-30wt时， 不仅可以改善预应力混凝土制品的养护制度、 降低养护成本， 还可 以发挥矿物掺合料与胶凝材料、 机制砂、 碎石和水之间的协同作用， 有效降低混凝土拌合物 的粘度及混凝土水化热， 减少结构开裂几率， 保证预应力混凝土制品后期强度发展的稳定 性， 使得最终制备的预应力混凝土制品具有优良的密实性及耐久性。 0077 以上所述是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明所述原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。 说明书 5/5 页 7 CN 110028265 A 7 。