【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土制备，尤其涉及一种抗氯离子侵蚀的混凝土及制备方法。
技术介绍
1、随着全球经济的快速发展和人口的不断增长，建筑行业对混凝土材料的需求与日俱增，近些年，我国砂石需求量多达150亿吨/年，产值高达两万亿元，但开采砂石的过程中会造成较大的环境污染，破坏地形地貌，开采后的环境修复工作相对困难，且砂石产地相对集中，运输成本较大，而随着全球经济的快速发展和人口的不断增长，建筑行业对混凝土材料的需求日益增加，同时也面临着资源短缺和环境污染的双重压力。因此研发新型环保、高效、可持续的建筑材料成为了行业的迫切需求。煤矸石是我国最大的工业固体废弃物之一，并且作为煤矿开采的废弃产物，这些年数量不断增加并被大量堆积，而煤矸石大量堆积，不仅严重占用土地，影响土地使用，而且还会对环境造成严重污染，若能将其加工制备成混凝土骨料，既缓解了环境污染，还可以弥补天然砂石资源的短缺。另外，我国是世界上最大的塑料生产和消费国，且近年来我国废弃塑料产量还在大幅提升，但我国塑料利用率低，主要采用焚烧和填埋的方式进行处理，不仅对生态环境造成了严重污染，也是对资源的极大浪费。而国外已经研究将再生塑料作为新型骨料掺入混凝土中，在适当比例下，混凝土的力学强度与对比试样接近，这既能够减少白色污染，也会产生较好的经济效益。目前针对上述问题的解决方式，一般会将上述材料加入混凝土的制备中，而此类混凝土的制备一般采用的是煤矸石作为原料进行制备，如已公开的专利2016103525797就公开一种利用煤矸石生产混凝土渠槽预制件的方法，其通过采用煤矸石作为原料进行混凝土的生产
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种抗氯离子侵蚀的混凝土及制备方法，通过采用煤矸石和塑料替代部分碎石，最大替代比例可达到100%，由于煤矸石与塑料为废弃物，不仅可以节约混凝土的制备成本，还可以减少煤矸石与不可降解的塑料大量堆积造成的环境污染，同时还能够有效预防过度开采砂石产生的环境问题。
2、本专利技术提供一种抗氯离子侵蚀的混凝土，所述混凝土包括水泥、煅烧粘土、煤矸石、塑料、碎石、普通河砂、减水剂和水，每一立方米的混凝土包含上述材料的重量为：水泥250~350 kg、煅烧粘土30~100 kg、煤矸石150~2000 kg、塑料50~90 kg、碎石0~900 kg、普通河砂500~1000 kg和减水剂1~10 kg。
3、进一步改进在于：所述混凝土的水胶比为w/b=0.54，水胶比是水的质量除以水泥和煅烧粘土质量之和的比值。
4、进一步改进在于：所述每一立方米的混凝土包含上述材料的重量为：水泥315 kg、煅烧粘土46 kg、煤矸石176.1~1056.6 kg、塑料54.7 kg、碎石880 kg、普通河砂605 kg和减水剂2.38 kg。
5、进一步改进在于：所述水泥为矿物掺合料5~20%的普通硅酸盐水泥，c3s+c2s≥70%，c3s≥50%，比表面积320-340 m2/kg，3d抗压强度≥17 mpa，3d抗折强度≥3.5 mpa，28d抗压强度≥42.5 mpa，28d抗折强度≥6.5 mpa。
6、进一步改进在于：所述煅烧粘土采用高岭石粘土原矿在650-800 ℃下煅烧2-3 h，并用球磨机研磨3-6 h制备而成，粘土原矿中高岭石含量为60-75%，石英含量≤25%，煅烧粘土平均粒径0.6-1.2 μm，比表面积20000-24000 m2/kg；活性指数1.1-1.2。
7、进一步改进在于：所述减水剂为液态聚羟酸系高性能减水剂，含固量为40-50%，减水率为25-45%。
8、进一步改进在于：所述普通河砂细度模数为2.2，颗粒粒径＜3 mm；碎石为普通混凝土碎石，颗粒粒径为5~30 mm；煤矸石为硬度接近碎石的煤矸石破碎而成，颗粒粒径为5~30 mm；塑料颗粒为pet塑料瓶身破碎料，颗粒粒径为5~16 mm。
9、本专利技术的混凝土28d龄期的抗压强度值超过30 mpa，劈裂抗拉强度达到2.7 mpa以上，养护28d后电通量小于2000 c，迁移系数小于20×10-12 m2/s，可有效避免氯离子腐蚀混凝土构件中的钢筋，同时较常规混凝土材料，天然石子的使用量大幅度减小，制备1m3混凝土最大可节约1吨天然石子，是废弃煤矸石与pet塑料再利用的重要手段之一。
10、本专利技术还提供一种抗氯离子侵蚀的混凝土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
11、步骤一：打开搅拌机电源及搅拌器开关，让搅拌桶开始转动；
12、步骤二：等搅拌桶转动10-20秒后打开进料口加入称量好的碎石、砂子、塑料颗粒、煤矸石、水泥、煅烧黏土，并搅拌2-3分钟使骨料与灰料充分混合；
13、步骤三：将减水剂溶解于水中，随后将水加入进料口并搅拌3-5分钟，使骨料与胶凝才材料充分黏结；
14、步骤四：打开卸料门，将拌合好的混凝土卸出；
15、步骤五：将搅拌完毕的混合料装入试模内并振捣密实；
16、步骤六：将制备好的混凝土试件连同模具在20 ℃环境中密封养护24 h后脱模，随后置于20 ℃、湿度在95%的恒温恒湿养护箱内养护至28 d。
17、与常规混凝土相比，本专利技术专利制备的混凝土原材料中采用煤矸石和塑料替代部分碎石，最大替代比例可达到100%，由于煤矸石与塑料为废弃物，不仅可以节约混凝土的制备成本，还可以减少煤矸石与不可降解的塑料大量堆积造成的环境污染，同时还能够有效预防过度开采砂石产生的环境问题。另外煅烧粘土的掺入使得水泥使用量降低10%，混凝土的碳排放量进一步减小。同时原材料中的煅烧粘土与水泥的水化产物氢氧化钙发生二次活性反应，生成额外的水化产物，提高了混泥土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及氯离子抗渗性能。本专利技术专利中的混凝土的配合比是关键技术。
18、本专利技术的有益效果：混凝土材料在经济与环保方面具有明显优势，而且具备较好的力学强度与抗氯离子渗透性能。28 d抗压强度超过30 mpa，而劈裂抗拉强度超过2.7mpa，可达到c30混凝土的强度要求。较常规混凝土材料，具有如下两方面的优点：
19、提出了一种废弃煤矸石和塑料在混凝土中再利用的有效方法，专利技术的混凝土在节能环保方面具有明显优势。
20、首先，混凝土中的天然碎石多为露天开采，会对开采地周围的环境造成极大影响，采用煤矸石和pet塑料颗粒代替天然碎石，减小了碎石的需求量。其次煤矸石是采煤过程中产生的废弃物，大量煤矸石堆积会影响土地资源的使用，若是储存不当，煤矸石含有的铬、铅、汞等重金属和酸性物质会渗透入土地和地下水，对环境造成巨大破坏。同时我国也是世界最大的塑料生产和消费国，而且塑料产量还在不断增长，但塑料多不可降解且回收率低，焚烧塑料会产生有害气体，堆积起来又占用土地，解决塑料问题刻不容缓。因此在本专利技术中用煤矸石和塑料代替碎石制备混凝土，能够有效解决煤矸石堆积和pet本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述混凝土包括水泥、煅烧粘土、煤矸石、塑料、碎石、普通河砂、减水剂和水，每一立方米的混凝土包含上述材料的重量为：水泥250~350 kg、煅烧粘土30~100 kg、煤矸石150~2000 kg、塑料50~90 kg、碎石0~900 kg、普通河砂500~1000 kg和减水剂1~10 kg。
2.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述混凝土的水胶比为w/b=0.54。
3.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述每一立方米的混凝土包含上述材料的重量为：水泥315 kg、煅烧粘土46 kg、煤矸石176.1~1056.6 kg、塑料54.7 kg、碎石0~880 kg、普通河砂605 kg和减水剂2.38 kg。
4.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述水泥为矿物掺合料5~20%的普通硅酸盐水泥，C3S+C2S≥70%，C3S≥50%，比表面积320-340 m2/kg，3d抗压强度≥17 MPa，3d抗折强度≥3.5 MPa，28d抗压
5.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述煅烧粘土采用高岭石粘土原矿在650-800 ℃下煅烧2-3 h，并用球磨机研磨3-6 h制备而成，粘土原矿中高岭石含量为60-75%，石英含量≤25%，煅烧粘土平均粒径0.6-1.2 μm，比表面积20000-24000m2/kg；活性指数1.1-1.2。
6.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述减水剂为液态聚羟酸系高性能减水剂，含固量为40-50%，减水率为25-45%。
7.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述普通河砂细度模数为2.2，颗粒粒径＜3 mm；碎石为普通混凝土碎石，颗粒粒径为5~30 mm；煤矸石为硬度接近碎石的煤矸石破碎而成，颗粒粒径为5~30 mm；塑料颗粒为PET塑料瓶身破碎料，颗粒粒径为5~16 mm。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的抗氯离子侵蚀的混凝土的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述混凝土包括水泥、煅烧粘土、煤矸石、塑料、碎石、普通河砂、减水剂和水，每一立方米的混凝土包含上述材料的重量为：水泥250~350 kg、煅烧粘土30~100 kg、煤矸石150~2000 kg、塑料50~90 kg、碎石0~900 kg、普通河砂500~1000 kg和减水剂1~10 kg。
2.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述混凝土的水胶比为w/b=0.54。
3.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述每一立方米的混凝土包含上述材料的重量为：水泥315 kg、煅烧粘土46 kg、煤矸石176.1~1056.6 kg、塑料54.7 kg、碎石0~880 kg、普通河砂605 kg和减水剂2.38 kg。
4.如权利要求1所述的一种抗氯离子侵蚀的混凝土，其特征在于：所述水泥为矿物掺合料5~20%的普通硅酸盐水泥，c3s+c2s≥70%，c3s≥50%，比表面积320-340 m2/kg，3d抗压强度≥17 mpa，3d抗折强度≥3.5 m...
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