【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种绿色自密实地聚物混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、混凝土是目前最主要的建筑材料之一，它是由胶凝材料、骨料、水、以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型而得到。近年来，国内外学者和工程师们开始探索将固废应用于混凝土中，以实现固废的资源化利用。通过合理的配比和制备工艺，将固废作为混凝土原料，替代部分传统建筑材料，如水泥、骨料等。这不仅有助于减少固废的堆积和环境污染，还能降低混凝土的生产成本，实现经济效益和环境效益的双赢。
2、地聚物混凝土是一种新型的混凝土材料，由水泥、沙子、砾石、富含二氧化硅和氧化铝的矿物材料以及碱激发剂混合而成。但地聚物混凝土往往存在着脆性大和易反碱等弊端。为扩大地聚物材料的应用范围，可将钢管与地聚物混凝土相结合形成组合结构，但现有地聚物混凝土流动性低，抗压性能不高，不能很好地利用钢管约束作用增强地聚物混凝土的强度和延性，同时内部地聚物混凝土也不能很好地提高钢管的稳定性，避免或延缓钢管过早屈服。因此，有必要设计一种流动性高、强度好的绿色自密实地聚物钢管混凝土，充分发挥混凝土和钢管的优势，解决环境污染与固废资源处理问题，同时推动建筑材料行业的发展，实现经济效益和环境效益的双赢。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种绿色自密实地聚物混凝土及其制备方法。本专利技术提供的绿色自密实地聚物混凝土利用矿渣、粉煤灰和煅烧铜尾矿粉等固体废弃物作为原料，节约资源，绿色环保；同时具有优异的强度和流动性
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种绿色自密实地聚物混凝土，包括以下质量份数的原料：
4、胶凝材料403~497份，碱激发剂溶液178.02~226.98份，机制砂618~636份，碎石927~954份，外加水48.79~94.09份，减水剂溶液18~36份，缓凝剂13.5~22.5份；所述胶凝材料包括煅烧铜尾矿粉、矿渣和粉煤灰。
5、优选的，所述煅烧铜尾矿粉的质量份数为27~54份，所述矿渣的质量份数为216~243份，所述粉煤灰的质量份数为160~200份。
6、优选的，所述煅烧铜尾矿粉的制备方法包括：将铜尾矿依次进行烘干、研磨，得到研磨后的铜尾矿；将所述研磨后的铜尾矿煅烧，得到所述煅烧铜尾矿粉；所述研磨后的铜尾矿的粒径不高0.074mm；所述煅烧的温度为700~1000℃，保温时间为60~90min，升温至所述煅烧的温度的升温速率为5~10℃/min。
7、优选的，所述碱激发剂溶液的模数为1~1.4。
8、优选的，所述碱激发剂溶液的制备方法包括：将氢氧化钠溶液加入水玻璃溶液中，得到所述碱激发剂溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度为10~14mol/l。
9、优选的，所述水玻璃溶液的初始模数为3.10~3.40，固含量为34%~36%，波美度为38~41°bé。
10、优选的，所述机制砂为中砂，细度模数为2.3~3.0；所述碎石为天然碎石，粒径为5~16mm；所述粉煤灰为ⅰ级粉煤灰，粒径不高于0.074mm；所述矿渣为s95级矿渣，粒径不高于0.074mm。
11、优选的，所述减水剂溶液为聚羧酸高性能减水剂溶液，所述聚羧酸高性能减水剂溶液的减水率为26%~30%，含气量为4.0%~5.5%，含固量为38.5%~41%；所述缓凝剂为蔗糖。
12、本专利技术还提供了上述绿色自密实地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
13、将胶凝材料、碎石和机制砂混合，得到固体混合料；
14、将所述固体混合料、碱激发剂溶液、减水剂溶液、缓凝剂和外加水混合，得到所述的绿色自密实地聚物混凝土。
15、本专利技术还提供了一种钢管混凝土柱，包括钢管和充填在所述钢管内部的绿色自密实地聚物混凝土；
16、所述的绿色自密实地聚物混凝土为上述技术方案所述的绿色自密实地聚物混凝土或上述方案所述制备方法制备的绿色自密实地聚物混凝土。
17、有益效果：
18、本专利技术提供了一种绿色自密实地聚物混凝土，包括以下质量份数的原料：胶凝材料403~497份，碱激发剂溶液178.02~226.98份，机制砂618~636份，碎石927~954份，外加水48.79~94.09份，减水剂溶液18~36份，缓凝剂13.5~22.5份；所述胶凝材料包括煅烧铜尾矿粉、矿渣和粉煤灰。本专利技术采用煅烧铜尾矿粉、矿渣和粉煤灰全部替代传统水泥充当胶凝材料制备地聚物混凝土，减少了混凝土生产过程中二氧化碳的排放，同时解决了固体废弃物产生的污染问题，具有绿色环保的优点；且，煅烧铜尾矿粉为胶凝材料提供了硅铝氧元素，在碱激发剂作用下，与矿渣和粉煤灰行成三维网状空间结构，改善混凝土流动性以达到自密实的目的，同时能够更好的填充骨料之间的空隙，起到更好的粘结作用，可以提高混凝土的流动性、密实度和强度。
19、本专利技术提供的地聚物混凝土具备良好的流动性能和抗压强度，且制备方法简单易行，易于在工程中推广应用；将本专利技术制备的地聚物混凝土和钢管相结合，充分发挥地聚物混凝土流动性好、抗压强度高、绿色环保和钢管延性好等优势，克服地聚物混凝土脆性大且易反碱等弊端。
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1.一种绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述煅烧铜尾矿粉的质量份数为27~54份，所述矿渣的质量份数为216~243份，所述粉煤灰的质量份数为160~200份。
3.根据权利要求2所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述煅烧铜尾矿粉的制备方法包括：将铜尾矿依次进行烘干、研磨，得到研磨后的铜尾矿；将所述研磨后的铜尾矿煅烧，得到所述煅烧铜尾矿粉；
4.根据权利要求1或2所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述碱激发剂溶液的模数为1~1.4。
5.根据权利要求4所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述碱激发剂溶液的制备方法包括：将氢氧化钠溶液加入水玻璃溶液中，得到所述碱激发剂溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度为10~14mol/L。
6.根据权利要求5所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述水玻璃溶液的初始模数为3.10~3.40，固含量为34%~36%，波美度为38~41°Bé。
7.根据权利要求1或2所述
8.根据权利要求1或2所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述减水剂溶液为聚羧酸高性能减水剂溶液，所述聚羧酸高性能减水剂溶液的减水率为26%~30%，含气量为4.0%~5.5%，含固量为38.5%~41%；所述缓凝剂为蔗糖。
9.权利要求1~8任一项所述绿色自密实地聚物混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种钢管混凝土柱，其特征在于，包括钢管和充填在所述钢管内部的绿色自密实地聚物混凝土；
...【技术特征摘要】
1.一种绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述煅烧铜尾矿粉的质量份数为27~54份，所述矿渣的质量份数为216~243份，所述粉煤灰的质量份数为160~200份。
3.根据权利要求2所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述煅烧铜尾矿粉的制备方法包括：将铜尾矿依次进行烘干、研磨，得到研磨后的铜尾矿；将所述研磨后的铜尾矿煅烧，得到所述煅烧铜尾矿粉；
4.根据权利要求1或2所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述碱激发剂溶液的模数为1~1.4。
5.根据权利要求4所述的绿色自密实地聚物混凝土，其特征在于，所述碱激发剂溶液的制备方法包括：将氢氧化钠溶液加入水玻璃溶液中，得到所述碱激发剂溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度为10~14mol/l。
6.根据权利要求5所述的绿色自密实地...
【专利技术属性】
技术研发人员：任宏伟，陈建伟，崔泽华，邓锌，寇嵘，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：
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