一种抗裂型石灰石粉复合掺合料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种抗裂型石灰石粉复合掺合料及其制备方法，该掺合料按质量份计，包括石灰石粉:60‑70份；粉煤灰:28‑40份；聚丙烯纤维：1‑2份；三乙醇胺:0.1‑0.2份。所述的抗裂型石灰石粉复合掺合料在保证混凝土工作性能和力学性能的基础上，能够降低混凝土的收缩，提高混凝土的抗开裂性能，有利于提高石灰石粉混凝土的耐久性，扩大石灰石粉在混凝土中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土领域，具体涉及一种抗裂型石灰石粉复合掺合料及其制备方法。
技术介绍
随着大规模的基础设施建设持续进行，混凝土工程建设过程中开采骨料破碎产生了大量石粉，这些石粉如得不到较好的应用将造成严重的环境负担及资源浪费。石灰石分布广泛，储量丰富，故骨料开采过程中将产生大量的石灰石粉，将石灰石粉作为混凝土矿物掺合料使用不仅符合国家提倡的绿色混凝土，带来较大的社会经济效益；还可以解决因地域或资源短缺传统矿物掺合料(如粉煤灰和矿粉)难以供给的问题。相比于来自工业废渣的矿物掺合料，石灰石粉具有量大面广、价格低廉、运输半径小等优点。近年来，我国已出台多部关于石灰石粉在混凝土中使用的标准规范；在欧洲标准ENV197-1992中，石灰石粉代替普通硅酸盐水泥，其掺量为5％-9％和20％-36％；美国也开始重视石灰石粉的使用。国内外学者针对石灰石粉混凝土做了大量的研究，指出石灰石粉能提高混凝土的早期强度，增加混凝土的流动性，但随石灰石粉掺量的增大，混凝土的抗裂性呈现先增大后减小的变化规律，达到峰值时石灰石粉的掺量值范围为10％-20％，因此石灰石粉掺量小于10％时导致水泥基胶凝材料收缩，其抗开裂性能降低。综上，使用目前规范内规定掺量的石灰石粉将导致混凝土的抗裂性能降低，为了提高石灰石粉混凝土的抗裂性能，有必要专利技术一种抗裂型石灰石粉复合掺合料。现有技术中有一些提高抗裂性能的方法，虽然能起到一定防开裂的效果，但是会在一定程度上影响混凝土的工作性能和力学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低混凝土配制成本，满足混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能的同时，提高混凝土的抗开裂性能，扩大石灰石粉在混凝土中应用的抗裂型石灰石粉复合掺合料。本专利技术的另一目的在于提供一种制备方法简单，制备得到的石灰石粉复合掺合料具有优异的抗收缩、抗开裂性能以及抗压强度的抗裂型石灰石粉复合掺合料的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：该掺合料按质量份计，包括石灰石粉:60-70份；粉煤灰:28-40份；聚丙烯纤维：1-2份；三乙醇胺:0.1-0.2份。优选的方案中，所述石灰石粉的勃氏比表面积为350-400m2/kg。优选的方案中，所述石灰石粉中CaCO3的重量百分比含量不低于85％。优选的方案中，使用粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰。特别优选为I级粉煤灰。优选的方案中，所述粉煤灰符合规范GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定。优选的方案中，所述聚丙烯纤维的单丝直径为25-35μm。优选的方案中，所述聚丙烯纤维的长径比大于35。优选的方案中，所述聚丙烯纤维的弹性模量大于35GPa。优选的方案中，所述聚丙烯纤维的断裂伸长率不小于20％。优选的方案中，所述三乙醇胺的性能符合HG/T3268-2002《工业用三乙醇胺》中II型三乙醇胺产品的规定。优选的方案中，所述三乙醇胺的有效成分大于80％。通过上述方案的优选，能够进一步获得更佳的综合性能，在保证工作性能和力学强度的基础上，获得更好的防开裂和防干缩效果。本专利技术还提供了一种抗裂型石灰石粉复合掺合料的制备方法，将石灰石粉、粉煤灰、聚丙烯纤维和三乙醇胺混合，搅拌均匀后得到抗裂型石灰石粉复合掺合料。本专利技术的有益效果：虽然聚丙烯纤维能在一定程度上提高早期的防开裂性能，但是专利技术人发现，现有的含聚丙烯纤维的掺合料的组合同样会导致后期防开裂性能不佳以及工作性能和其他力学性能大大降低等情况的出现。对此，专利技术人经过大量的实验探索，不断的优化掺合料的配合以及配比，最终得到了本专利技术的技术方案。专利技术人意外地发现，本专利技术提供的抗裂型石灰石粉复合掺合料与现有利用石灰石粉掺合料技术相比，具有如下优点：1)可提高混凝土的抗开裂性能。本专利技术一方面起到次要增强筋的作用，抵消了一部分由于浆体自身收缩产生的拉应力，从而抑制了硬化浆体的干燥收缩；另一方面减小了失水面积，从而减少失水而形成的毛细通道，最终减少干燥收缩。聚丙烯纤维对水泥混凝土的约束力能够加强限制其干燥收缩开裂。本专利技术不仅可以显著降低用水量，密实混凝土结构，有效抑制混凝土的干缩，减少混凝土表面裂缝的出现；且能够分散和减弱混凝土结构内部产生的各种拉应力，增大混凝土的抗拉强度，增强混凝土抵抗塑性收缩开裂的能力，降低裂缝尖端的应力集中现象，从而抑制裂缝的发展。2)提高混凝土的工作性能。本专利技术能够从复合掺合料置换出一部分水，增大混凝土流动性；且同时具有较好的泵送性，在减少用水量的情况下，混凝土有较好的流动性和粘聚性，降低泌水离析及坍落度损失；能够在一定程度上阻止集料的沉降，改善混凝土的离析、泌水性，从而提高混凝土的工作性能。3)保证混凝土的强度性能。本专利技术还能够促进水泥早期水化，提高混凝土早期强度，有利于混凝土早期强度发展。二次水化作用的产生，还能够进一步保证混凝土后期强度的发展，从而同时保证混凝土的早期和后期强度良好。本专利技术中使用的原料虽然较为常规，但通过各个组分及其含量控制的协同配合，获得了意料之外的在保证混凝土工作性能和力学性能的基础上，降低混凝土的收缩，提高混凝土的抗开裂性能，从而进一步提高石灰石粉混凝土的耐久性的优异效果。本专利技术能够有效利用生产砂石过程中产生的石灰石粉，所制备得到的掺合料能够取代部分水泥。且本专利技术的制备方法简单，仅需简单的混合均匀就能够直接掺入使用，制备方法简单，从很大程度上降低了混凝土的生产制备成本，具有非常重要的社会价值，能够带来巨大的经济效益。本专利技术的抗裂型石灰石粉复合掺合料具有非常好的综合效果，不仅能够很好地保障混凝土工作性能和力学性能，且不仅在混凝土的早期，后期的抗压强度和防开裂性能也非常好。具体实施方式下面通过实施例进一步详细描述本专利技术，但本专利技术不仅仅局限于以下实施例。对比例1一种石灰石粉复合掺合料各组分的重量百分比为：勃氏比表面积为350m2/kg的石灰石粉70％；0.045mm方孔筛筛余为10％的I级粉煤灰28.85％；单丝直径27-32μm，长径比40，密度0.91g/cm3，弹性模量40GPa，断裂伸长率30％的聚丙烯纤维1.15％，将称好的石灰石粉、粉煤灰、聚丙烯纤维在搅拌机中混合均匀后得到一种石灰石粉复合掺合料I。对比例2一种石灰石粉复合掺合料各组分的重量百分比为：勃氏比表面积为350m2/kg的石灰石粉70％；0.045mm方孔筛筛余为10％的I级粉煤灰29.85％；三乙醇胺0.15％，将称好的石灰石粉、粉煤灰、三乙醇胺在搅拌机中混合均匀后得到一种石灰石粉复合掺合料II。采用石灰石粉复合掺合料1和2配制混凝土，配合比见表1所示，混凝土的性能如表2和表3所示。配制混凝土原材料为：水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，细骨料采用细度模数2.6的河砂，粗骨料采用5-25mm连续级配的碎石，减水剂采用固含量15％的聚羧酸减水剂，水采用自来水。表1混凝土配合比(kg/m3)编号水泥掺合料I掺合料II石灰石粉砂石水减水剂C048561011351707CL10436.548.561011351707CLI-10436.548.561011351707CLII-10436.548.561011351707表2混凝土工作性能和力学性能表3混凝土抗收缩开裂性能由表2和表3可知，与单掺石灰石粉混凝土相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗裂型石灰石粉复合掺合料，其特征在于，该掺合料按质量份计，包括石灰石粉:60‑70份；粉煤灰:28‑40份；聚丙烯纤维：1‑2份；三乙醇胺:0.1‑0.2份。

【技术特征摘要】
1.一种抗裂型石灰石粉复合掺合料，其特征在于，该掺合料按质量份计，包括石灰石粉:60-70份；粉煤灰:28-40份；聚丙烯纤维：1-2份；三乙醇胺:0.1-0.2份。2.根据权利要求1所述的抗裂型石灰石粉复合掺合料，其特征在于，所述石灰石粉的勃氏比表面积为350-400m2/kg。3.根据权利要求1或2所述的抗裂型石灰石粉复合掺合料，其特征在于，所述石灰石粉中CaCO3的重量百分含量不低于85％。4.根据权利要求1所述的抗裂型石灰石粉复合掺合料，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰。5.根据权利要求1所述的抗裂型石灰石粉复合掺合料，其特征在于，所述聚丙烯纤维的单丝直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖佳，郭明磊，王佳雷，田承宇，徐勇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43