一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体涉及一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法。其技术要点如下：本发明专利技术提供的制备方法包括如下操作步骤，S1、将水泥和隧道尾料石粉在混凝土搅拌机中的搅拌时间为30s，得到胶凝材料；S2、向步骤S1得到的胶凝材料中加入机制砂、粉煤灰、碎石和膨润土，继续搅拌90s~120s得到混合物料；S3、在S2得到的混合物料中加入70%的水并搅拌30s，搅拌完成后，在不停止搅拌的同时，再加入减水剂和剩余的30%的水，加入完成后继续搅拌90s~120s，得到隧道尾料高石粉含量混凝土。本发明专利技术提供的方法能够降低水泥用量、需水量和减水剂的用量，改善了混凝土性能，具有良好的经济效益和实用价值。经济效益和实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法。

技术介绍

[0002]石粉是使用人工加工的方式制成的人工砂后得到的废料，在石料场的生产当中石粉是产量非常大的副产品。《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中规定，石粉含量不大于10％的人工砂可用于C25及以下等级的混凝土；石粉含量不大于7％的人工砂可用于C30～C55的混凝土。由于石粉含量高，不符合现行国家和行业标准或规范对人工砂技术指标的规定，无法采用现行有关技术标准来指导石屑混凝土的配合比设计和生产，严重限制了石粉代砂技术的推广应用。因此，大量石粉作为废弃物常年堆放，不仅占用大量耕地，污染环境，还造成大量资源的浪费。据统计，每产生100m3的碎石伴随产生20％石粉。目前，国内很多学者为有效缓解天然砂资源匮乏和解决砂石资源供需矛盾的难题，对高石粉含量的石灰岩废石屑资源综合利用进行了一些研究。主要的研究应用成果有两种：一是将废石屑部分取代天然砂和机制砂，该方法的废石屑资源综合利用率低；二是通过水洗达到人工砂标准后再利用，该方法在水洗过程易造成二次污染，且水洗过程中大量的石粉流失。废石粉中的石灰石粉具有填充效应、晶核效应、吸水效应和形态效应，有利于混凝土拌合物性能的改善和硬化混凝土强度的提高。《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》JGJ/T318中指出石粉是28d活性可达到60％以上，因此超出标准规定的这部分石粉可算作惰性矿物掺合料。因此，在保证混凝土性能满足设计和施工要求的前提下，如何充分利用石灰岩废石屑中石粉的有利优势，研究和探索高石粉含量的石灰岩废石粉的混凝土配合比设计中掺水量的合适选择，全面提高石粉资源综合利用率及减少水泥用量已成为混凝土行业从业人员亟待解决问题。
[0003]有鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，通过混凝土的3d的密实度和28d的密实度，在石粉外掺的情况下合理选择掺水量，保证混凝土性能满足设计和施工要求，有效降低水泥用量、需水量和减水剂的用量，改善了混凝土性能，具有良好的经济效益和实用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，保证混凝土性能满足设计和施工要求的前提下，充分利用隧道尾料中石粉的有利优势，将石粉作为惰性矿物掺合料，并取代部分水泥量，同时对掺水量和减水剂的用量重新确定，解决了石粉在混凝土应用领域的技术难题，提高石粉资源综合利用率，有效降低体系水泥用量、需水量、浆体粘度和坍落度经时损失，改善了隧道尾料混凝土性能，降低了混凝土的水泥用量和生产成本。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]本专利技术提供的一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，包括如下操作步骤：
[0007]S1、将水泥和隧道尾料石粉在混凝土搅拌机中的搅拌时间为30s，得到胶凝材料；
[0008]S2、向步骤S1得到的胶凝材料中加入机制砂、粉煤灰、碎石和膨润土，继续搅拌90s～120s得到混合物料；
[0009]S3、在S2得到的混合物料中加入70％的水并搅拌30s，搅拌完成后，在不停止搅拌的同时，再加入减水剂和剩余的30％的水，加入完成后继续搅拌90s～120s，得到隧道尾料高石粉含量混凝土。
[0010]电通量能够反映混凝土的内部密实程度，电通量越低表明体系内部更加密实，外掺的石粉充当胶凝材料从而降低了体系的有效水胶比，因此随着石粉含量增大，体系内部更加密实，电通量降低。但随着石粉含量的提高，混凝土达到相同坍落度时的减水剂用量显著提高，尤其对于低水胶比高强混凝土，倒筒时间明显提高，即拌合物粘度增大，过多的石粉会加大体系需水量，从而降低混凝土拌合物性能，因此为了保证混凝土的性能，掺水量会提高，但是过多的水会导致混凝土的抗渗性能和抗压强度的降低，本专利技术通过电通量检测混凝土的内部密实度，利用内部密实度控制掺水量，能够确保石粉含量提高的情况下，混凝土依然具有良好的抗渗性能和抗压强度。
[0011]进一步的，隧道尾料石粉是由隧道进口料场碎石冲洗后进行粉磨制得。
[0012]进一步的，步骤S3中水的掺入量由隧道尾料高石粉含量混凝土的3d电通量、28d电通量和隧道尾料石粉的掺入量确定。
[0013]进一步的，步骤S3中水的掺入量的确定方法如下：
[0014]A1、测定标准混凝土的3d电通量和28d电通量单位为C，测定掺水量M1，单位为g；
[0015]A2、设定隧道尾料石粉的掺入量为m，则外掺隧道尾料石粉后，所需附加水量为P为回归参数，m的单位为g；
[0016]A3、步骤S3中水的掺入量M的计算公式为：M＝M1+M2。
[0017]进一步的，减水剂为聚羧酸减水剂，加入量由步骤S3中水的掺入量确定。聚羧酸减水剂是高性能减水剂，当石粉掺量提高时，为了维持体系内的水胶比，聚羧酸减水剂的掺量也会相应提高，但是过多的聚羧酸减水剂的存在，会导致混凝土的3d强度降低，同时延长了混凝土的水化过程，本专利技术通过掺水量重新确定减水剂的掺入量，能够减少聚羧酸减水剂的加入量，保证了混凝土的3d强度。
[0018]进一步的，聚羧酸减水剂的加入量Q，Q＝aM2+0.32M+0.013；其中a为回归参数。
[0019]进一步的，水泥为硅酸盐水泥。本专利技术中采用硅酸盐水泥是由于石粉可替代一部分硅酸盐水泥作为胶凝材料，且硅酸盐水泥与石粉能够形成协同作用，抑制碳酸钙的形成，提高混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透作用。
[0020]进一步的，机制砂为隧道进口料场水洗机制砂，其中石粉含量5.7％，MB值为1.0。机制砂选用隧道进口料场水洗的机制砂，其石粉含量比其他机制砂略高，能够减少石粉的外掺量。
[0021]进一步的，膨润土为钠基膨润土。
[0022]进一步的，粉煤灰为脱硝粉煤灰。
[0023]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术中，保证混凝土性能满足设计和施工要求的前提下，充分利用隧道尾料中石粉的有利优势，将石粉作为惰性矿物掺合料，并取代部分水泥量，同时对掺水量和减水剂的用量重新确定，解决了石粉在混凝土应用领域的技术难题，提高石粉资源综合利用率，有效降低体系水泥用量、需水量、浆体粘度和坍落度经时损失，改善了隧道尾料混凝土性能，降低了混凝土的水泥用量和生产成本。
具体实施方式
[0025]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，对依据本专利技术提出的一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
[0026]需要说明的是，本实施方式中所用原材料均为市售材料。
[0027]实施例1
[0028]一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法：包括如下操作步骤：
[0029]S1、将水泥和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：S1、将水泥和隧道尾料石粉在混凝土搅拌机中的搅拌时间为30s，得到胶凝材料；S2、向步骤S1得到的胶凝材料中加入机制砂、粉煤灰、碎石和膨润土，继续搅拌90s～120s得到混合物料；S3、在S2得到的混合物料中加入70％的水并搅拌30s，搅拌完成后，在不停止搅拌的情况下，再加入减水剂和剩余的30％的水，加入完成后继续搅拌90s～120s，得到隧道尾料高石粉含量混凝土。2.根据权利要求1所述的一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，其特征在于，所述隧道尾料石粉是由隧道进口料场碎石冲洗后进行粉磨制得。3.根据权利要求1或2所述的一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中水的掺入量由隧道尾料高石粉含量混凝土的3d电通量、28d电通量和隧道尾料石粉的掺入量确定。4.根据权利要求3所述的一种隧道尾料高石粉含量混凝土的制备方法，其特征在于，所述骤S3中水的掺入量的确定方法如下：A1、测定标准混凝土的3d电通量和28d电通量单位为C，测定标准混...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鸿杰，刘骁凡，胡泽书，赵礼学，曾令强，骆行，鲁凯，安宁，王琰耀，杨文炳，吴昌标，赵长雄，曾建，王品，熊训良，
申请(专利权)人：贵州省公路工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：