【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及建筑施工材料，尤其涉及一種低碳高性能混凝土及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、工程建設(shè)行業(yè)占全球碳排放比例超過40％，混凝土作為最廣泛使用的建筑材料，占全球碳排放量的6-10％。在世界各國(guó)都積極“降碳、減碳”的大環(huán)境下，開展低碳混凝土的開發(fā)與利用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。水泥是混凝土碳排放的主要來源，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥熟料，排放co2約830kg。因此如何能夠在降低成本的同時(shí)減少碳排放，同時(shí)提升混凝土的力學(xué)性能和抗裂性能，成為亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)目的在于針對(duì)當(dāng)前技術(shù)的不足，提供一種低碳高性能混凝土及其制備方法，本申請(qǐng)制備的低碳高性能混凝土具有制作簡(jiǎn)單、成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有良好的抗壓強(qiáng)度、坍落度、擴(kuò)展度、凝結(jié)時(shí)間、抗裂性能和耐久性能等，此外，還具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，大幅度降低碳排放量，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N低碳高性能混凝土，采用如下技術(shù)方案：
3、一種低碳高性能混凝土，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括以下制備原料：硅酸鹽水泥150-180份、硫鋁酸鹽水泥24-27份、活化煤矸石粉末120-150份、粉煤灰60-80份、砂石600-700份、改性玄武巖纖維60-65份、石灰石粉20-25份、輕燒氧化鎂10-12份、促進(jìn)劑2-3份、改性聚羧酸減水劑7-10份、水180-220份。
4、通過采用上述技術(shù)方案，在本申請(qǐng)的低碳高性能混凝土中，各組份發(fā)揮了獨(dú)特的作用，并且相互之間存在協(xié)同作用，共同提升了混
5、優(yōu)選的，所述活化煤矸石粉末的制備方法為，先用顎式破碎機(jī)將塊狀的煤矸石粉碎成粒徑為6-10mm的顆粒，將破碎后的煤矸石顆粒放入球磨機(jī)中，采用直徑為20mm的鋼球，球料比為4:1，在100r/min的轉(zhuǎn)速下球磨120min,得到煤矸石粉末，將煤矸石粉末過150目篩進(jìn)行篩分，得到球磨活化煤矸石粉末；再將球磨活化煤矸石粉末放入750℃的高溫爐中，保溫45min進(jìn)行熱活化，熱活化結(jié)束后，立即將煤矸石粉末從高溫爐中取出，在室溫下自然冷卻至室溫，得到活化煤矸石粉末。
6、通過采用上述技術(shù)方案，活化煤矸石粉末的制備方法涉及兩個(gè)主要步驟：機(jī)械活化和熱活化。這兩個(gè)步驟共同作用，提升了煤矸石粉末的火山灰活性，使其在混凝土中發(fā)揮更大的作用。機(jī)械活化：通過顎式破碎機(jī)將塊狀煤矸石粉碎成粒徑為6-10mm的顆粒，然后使用球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，使煤矸石粉末的比表面積增大，粒度分布更加均勻。機(jī)械活化過程中，煤矸石的晶體結(jié)構(gòu)受到破壞，其內(nèi)部的[sio44-]和[alo2-]基團(tuán)與ca(oh)2反應(yīng)，從而提升其火山灰活性。熱活化：將球磨后的煤矸石粉末放入750℃的高溫爐中保溫45分鐘，通過高溫處理改變煤矸石的化學(xué)和礦物組成，進(jìn)一步提升其活性。熱活化過程中，煤矸石中的礦物質(zhì)發(fā)生變化，生成更具反應(yīng)性的組分，這些組分與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)，加速?gòu)?qiáng)度的形成，并隨著煤矸石與ca(oh)2的反應(yīng)，水泥漿體中ca(oh)2的濃度降低，促進(jìn)了硅酸鹽水泥中c3s和c2s的進(jìn)一步水化。活化煤矸石粉末作為混凝土的摻和料，通過提升火山灰活性，與硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物中的ca(oh)2發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度?；罨喉肥勰┎粌H提升了混凝土的早期和長(zhǎng)期強(qiáng)度，還由于其替代了部分水泥，減少了水泥用量，從而降低了碳排放量，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益。同時(shí)，其活性的提升有助于混凝土整個(gè)齡期強(qiáng)度的提升，確保了混凝土的耐久性和長(zhǎng)期性能。綜上所述，活化煤矸石粉末的制備方法通過機(jī)械活化和熱活化兩個(gè)步驟，有效地提升了煤矸石的火山灰活性，使其在低碳高性能混凝土中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，不僅提升了混凝土的強(qiáng)度和耐久性，還實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。
7、優(yōu)選的，所述改性玄武巖纖維的制備方法，包括以下步驟：
8、s31、按照質(zhì)量份數(shù)，將10份玄武巖纖維與7份鋰輝石放入球磨罐中研磨5-6h，然后以4℃/min的速率升溫至260℃，保溫9h，再以5℃/min的速率升溫至460℃保溫8h，最后以6℃/min升溫至670℃保溫2h，隨爐冷卻后，得到混合粉末；
9、s32、按照質(zhì)量份數(shù)，將10份混合粉末與12份高膠粉、12份碳酸鈣粉末、6份相容劑和4份二氧化鈦混合均勻，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，加熱到1700℃熔融共混1.6h，然后采用雙螺桿擠出機(jī)在150rpm/min轉(zhuǎn)速下擠出得到粗紗，再將粗紗連接拉絲機(jī)，控制拉絲機(jī)內(nèi)溫度為750℃，拉絲機(jī)速度為300m/min，得到直徑為10-20μm的細(xì)絲，最后通過切割機(jī)將細(xì)絲切割成長(zhǎng)度為15mm，得到改性玄武巖纖維。
10、通過采用上述技術(shù)方案，改性玄武巖纖維的制備方法涉及多個(gè)步驟，包括研磨、熱處理、熔融共混、擠出和拉絲等，這些步驟共同作用，提升了玄武巖纖維的性能，使其在混凝土中發(fā)揮更大的作用。步驟s31：通過球磨和分段式高溫處理，改善了玄武巖纖維與鋰輝石的混合均勻性，促進(jìn)了兩者間的化學(xué)反應(yīng)，形成新的礦物相。高溫處理有助于提升混合物的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，為后續(xù)的熔融共混和拉絲過程奠定基礎(chǔ)。步驟本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種低碳高性能混凝土，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括以下制備原料：硅酸鹽水泥150-180份、硫鋁酸鹽水泥24-27份、活化煤矸石粉末120-150份、粉煤灰60-80份、砂石600-700份、改性玄武巖纖維60-65份、石灰石粉20-25份、輕燒氧化鎂10-12份、促進(jìn)劑2-3份、改性聚羧酸減水劑7-10份、水180-220份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述活化煤矸石粉末的制備方法為，先用顎式破碎機(jī)將塊狀的煤矸石粉碎成粒徑為6-10mm的顆粒，將破碎后的煤矸石顆粒放入球磨機(jī)中，采用直徑為20mm的鋼球，球料比為4:1，在100r/min的轉(zhuǎn)速下球磨120min,得到煤矸石粉末，將煤矸石粉末過150目篩進(jìn)行篩分，得到球磨活化煤矸石粉末；再將球磨活化煤矸石粉末放入750℃的高溫爐中，保溫45min進(jìn)行熱活化，熱活化結(jié)束后，立即將煤矸石粉末從高溫爐中取出，在室溫下自然冷卻至室溫，得到活化煤矸石粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述改性玄武巖纖維的制備方法，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述改性聚羧酸減水劑的制備方法，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述促進(jìn)劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括以下制備原料：丙烯酸羥基乙酯100份、過氧化二異丙苯0.2份、雙烯丙醇封端聚氧乙烯醚9份、三異丙醇胺5份、1-氨基-2-甲基-2-丙醇4份、丙酮110份、水100份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述促進(jìn)劑的制備方法為：按照質(zhì)量份數(shù)，將丙烯酸羥基乙酯、過氧化二異丙苯、雙烯丙醇封端聚氧乙烯醚、三異丙醇胺、1-氨基-2-甲基-2-丙醇、丙酮和水?dāng)嚢?0-40分鐘，得到促進(jìn)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述砂石的粒徑范圍為0.1-1mm，SiO2含量大于95％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述粉煤灰為Ⅱ級(jí)粉煤灰，所述硅酸鹽水泥的燒失量為3-3.3%，所述硫鋁酸鹽水泥的燒失量為10-10.50%。
10.一種權(quán)利要求1-9任一所述一種低碳高性能混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種低碳高性能混凝土，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括以下制備原料：硅酸鹽水泥150-180份、硫鋁酸鹽水泥24-27份、活化煤矸石粉末120-150份、粉煤灰60-80份、砂石600-700份、改性玄武巖纖維60-65份、石灰石粉20-25份、輕燒氧化鎂10-12份、促進(jìn)劑2-3份、改性聚羧酸減水劑7-10份、水180-220份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述活化煤矸石粉末的制備方法為，先用顎式破碎機(jī)將塊狀的煤矸石粉碎成粒徑為6-10mm的顆粒，將破碎后的煤矸石顆粒放入球磨機(jī)中，采用直徑為20mm的鋼球，球料比為4:1，在100r/min的轉(zhuǎn)速下球磨120min,得到煤矸石粉末，將煤矸石粉末過150目篩進(jìn)行篩分，得到球磨活化煤矸石粉末；再將球磨活化煤矸石粉末放入750℃的高溫爐中，保溫45min進(jìn)行熱活化，熱活化結(jié)束后，立即將煤矸石粉末從高溫爐中取出，在室溫下自然冷卻至室溫，得到活化煤矸石粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述改性玄武巖纖維的制備方法，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種低碳高性能混凝土，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：伍根伙，趙明，王義廷，李仰根，簡(jiǎn)增南，李萌，閆夢(mèng)宇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廈門美益集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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