大掺量粉煤灰的混凝土构件制造技术

本申请公开了大掺量粉煤灰的混凝土构件。该混凝土构件由混凝土组合物进行蒸养成型得到，该混凝土组合物含有掺合料，该掺合料是将待处理的粉煤灰原料在添加碱性物质条件下进行湿磨所得到。本申请中碱性溶液能够对粉煤灰产生溶蚀作用，使粉煤灰中的硅、铝离子充分溶出，大大的提高了粉煤灰的活性。而在碱性溶液溶蚀粉煤灰的过程中施加湿磨，其本质功能是提高粉煤灰的比表面积，进而促进了碱性物质向粉煤灰的渗透效果，提高了溶蚀效果。从而实现了增大粉煤灰在混凝土中的掺量的同时，还能够让混凝土快速形成早期强度。与此同时，为了实现粉煤灰掺杂的高掺量，在成型过程中采用蒸养，避免了高掺量地掺杂所带来粉煤灰难以正常发挥对早期强度的促进。挥对早期强度的促进。挥对早期强度的促进。

【技术实现步骤摘要】
大掺量粉煤灰的混凝土构件


[0001]本申请涉及建筑材料的
，尤其涉及大掺量粉煤灰的混凝土构件。

技术介绍

[0002]随着我国住宅工业化的迅猛发展与装配式建筑技术的突破，社会上对于更加便利、更加精细的预制构件需求量逐年增加。现如今预制构件采用模具化生产，预制构件如何快速产生早期强度一直是问题所在，一般采用蒸汽养护混凝土和高水泥用量混凝土来提高早期强度，蒸汽养护不仅需要采购设备而且能耗也产生额外的经济成本，提高预制构件中的水泥用量也不是可行的办法，生产水泥的过程会产生大量的二氧化碳排放，其价格也不便宜，故高水泥用量的预制构件混凝土既不绿色又不经济，有悖“碳达峰”“碳中和”的时代主题。
[0003]火力发电厂产生的粉煤灰是一种典型的火山灰质材料，不仅具备一定的工业价值，而且价格低廉，将粉煤灰这一工业固废进行再利用的办法有很多，其中最合理有效的便是旨在提高粉煤灰活性来替代部分胶凝材料发挥作用，微观形貌为球形的粉煤灰易碎而难磨，故要使用湿磨技术将粉煤灰的活性拔高到一个理想的程度必定会产生大量的能耗。
[0004]相关技术中粉煤灰预处理方法通常局限于机械处理。然而，上述相关技术得到的粉煤灰实现尚可的掺量的同时难以保证混凝土的早期强度。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供大掺量粉煤灰的混凝土构件，能够有效不提高掺量的同时能保证早期强度。
[0006]已为普遍意识到的是，粉煤灰混凝土中粉煤灰的掺量一般低于12％或者更低的水平。而单纯地掺入更多粉煤灰，早期强度将会因为粉煤灰缓慢的水化反应而大打折扣。即粉煤灰的掺量、早期强度二方面性能追求呈现明显的“此消彼长”的趋势。
[0007]本专利技术人意外地发现，将碱性溶液能够对粉煤灰产生溶蚀作用，使粉煤灰中的硅、铝离子充分溶出，大大的提高了粉煤灰的活性。而在碱性溶液溶蚀粉煤灰的过程中施加湿磨，其本质功能是提高粉煤灰的比表面积，进而进一步促进了碱性物质向粉煤灰的渗透效果，提高了溶蚀效果。这样，使得将这种浆体用于混凝土成型时，浆料中的粉煤灰会迅速开始进行水化反应，作为胶凝材料在混凝土中发挥作用，从而实现了进一步增大粉煤灰在混凝土中的掺量的同时，还能够让混凝土快速形成早期强度。
[0008]本专利技术人经过试验意外地探索发现，上述掺杂改性粉煤灰能发挥对早期强度的提升的前提是在成型的过程中施加蒸养。蒸养作用体现在：(1)水泥的水化作用和强度的增长，都是随着温度的升高而加速的。(2)通过蒸汽养护，提高混凝土的反应温度，在初期的供热升温阶段，主要是依靠蒸汽在混凝土上的凝结放热将蒸汽热传给混凝土。
[0009]粉煤灰作为掺合料替代水泥，会降低混凝土的早期强度，因为粉煤灰的水化进程比水泥慢很多，所以粉煤灰掺量越大其早期强度越低，而蒸养能够通过上述的作用促进混
凝土早期强度。基于此，创立了本专利技术创造。
[0010]<术语定义>
[0011]在不与相关技术内通用的涵义造成抵触的情形下，本申请术语适用于以下解释：
[0012]如本文所用，“粉煤灰原料”涵盖任何粒径形式或任何粒子形态的粉煤灰固体。
[0013]如本文所用，“湿磨”是指对物料在加入液体介质的条件下进行研磨的方式。
[0014]如本文所用，“碱性物质”是指对呈现碱性(强碱性或若碱性)的物质(纯净物或者混合物)及其以该物质为分散相所形成的分散体系。即涵盖所属领域技术人员广为熟知的自身能提供电子对的路易斯碱(base，如以氢氧化钠为代表的无机碱、以乙醇钠为代表的有机碱)，也涵盖虽然不能提供电子对但是通过水解等反应使得其所在分散体系能产生路易斯碱。
[0015]<混凝土构件>
[0016]大掺量粉煤灰的混凝土构件由混凝土组合物进行蒸养成型得到；
[0017]该混凝土组合物，按照质量份包含40～60份掺合料、水泥279～320份、砂772～810份、瓜米233～245份和碎石799～820份。
[0018]这里，掺合料是将待处理的粉煤灰原料在添加碱性物质条件下进行湿磨所得到。
[0019]至于添加剂的具体种类，可以根据实际需要添加，例如减水剂等。
[0020]作为一种混凝土组合物，可以示例为：
[0021]按照质量份包含水泥279～320份、水165～170份、粉煤灰45～55份、砂772～810份、瓜米233～245份和碎石799～820份。
[0022]至于混凝土成型的具体方式，可以采用公知的成熟的工艺。这些对混凝土的早期强度也不会产生特别显著的影响。
[0023]<掺合料>
[0024]在掺合料的制备过程，尽管无涉及后处理的工序，例如固液分离。可以理解的是，采用后处理并不是必需的，可以根据实际需要。具体地，若是现制现用，所制备的湿料形式掺合料直接添加至水泥等组分中；若是作为干料形式储存，所制备的湿料形式掺合料需从混合体系中进行固液分离并进行干燥。
[0025]上述添加碱性物质的次序，既可以是碱性物质、粉煤灰一道投料后球磨，也可以是先投料碱性物质湿磨一定时间后再投料粉煤灰，当然还可以是先投料部分碱性物质、粉煤灰湿磨一定时间后再投料剩余的碱性物质、粉煤灰物料。
[0026]至于投料的方式，既可以是间歇式，也可以是连续式。
[0027]<碱性物质>
[0028]合适但非限制性的碱性物质的pH为11～14，例如11、11.2、11.5、12、12.5、13、13.5或14等。碱性物质的强弱一定要适中，若是太弱将会不能发挥出应有的效果，加入太强会导致粉煤灰浆料硬化结块无法得到高活性掺合料浆体。
[0029]在上述碱性的pH情形下，碱性物质可以为呈弱碱性的硅酸盐。
[0030]合适但非限制性的硅酸盐可以示例为水泥、钢渣、煤矸石等或者其它已知的工业废弃物废渣。
[0031]至于碱性物质的用量，合适但非限制性的碱性物质与所述湿磨的介质的质量之比为1～5：40～120，例如1：40、1：42、1：45、1：50、1：60、1：70、1：80、1：85、1：90、1：95、1：100、1：
105、1：110、1：115、1：118、1：120、1.5：40、1.5：42、1.5：45、1.5：50、1.5：60、1.5：70、1.5：80、1.5：85、1.5：90、1.5：95、1.5：100、1.5：105、1.5：110、1.5：115、1.5：118、1.5：120、2：40、2：42、2：45、2：50、2：60、2：70、2：80、2：85、2：90、2：95、2：100、2：105、2：110、2：115、2：118、2：120、2.5：40、2.5：42、2.5：45、2.5：50、2.5：60、2.5：70、2.5：80、2.5：85、2.5：90、2.5：95、2.5：100、2.5：105、2.5：110、2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大掺量粉煤灰的混凝土构件，其特征在于，由混凝土组合物进行蒸养成型得到；所述混凝土组合物按照质量份包含40～60份掺合料、水泥279～320份、砂772～810份、瓜米233～245份和碎石799～820份；其中，所述掺合料是将待处理的粉煤灰原料在添加碱性物质条件下进行湿磨所得到。2.根据权利要求1所述混凝土构件，其特征在于，所述湿磨的pH为11～14。3.根据权利要求1所述混凝土构件，其特征在于，所述碱性物质为呈弱碱性的硅酸盐。4.根据权利要求1所述混凝土构件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏英，李承昊，杨杜有，郑正旗，贺行洋，杨进，王迎斌，马庆红，赵浩祥，李韦龙，吴磊，史虎雄，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：