新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土及其制备方法.docx

新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土专利申请类型发明实用新型外观发明发明名称新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土及其制备方法申请人名称或姓名组织机构代码或身份证号码地址邮编第一发明人姓名第一发明人身份证号码其它发明人姓名联系人联系人电话联系人Email联系人地址权利要求书1、一种新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土，其特征在于：所述的混凝土由Na2SOo水玻璃、矿渣、普通硅酸盐水泥、陶粒、砂和水等材料组成。2、根据权利要求1所述的新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土，其特征在于：按照重量百分数,Na2SO41.77L96%、水玻璃0.59-0.65%>矿渣20.0322.16%、普通硅酸盐水泥L18-1.31%、陶粒33.3734.41%、砂31.8132.84%>水7.5110.01%,水玻璃的模数为的8L6。3、一种如权利要求1或2所述的新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土的制备方法，其特征在于：预湿、拌合粉料、制备碱激发剂、拌合骨料、振捣成型。说明书摘要本发明公开了一种新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土及其制备方法，其由NazSO八水玻璃、矿渣、普通硅酸盐水泥、陶粒、砂和水等材料组成；具体制备方法：预湿、拌合粉料、制备碱激发剂、拌合骨料、振捣成型。它采用新型中性钠碱矿渣水泥代替传统的普通硅酸盐水泥，陶粒代替天然骨料。制备的混凝土在生产过程中工作性良好，并具有质轻、隔热、保温等优点，耐火性能和抗渗性能都很优异，而且环保性好。说明书技术领域本发明涉及一种混凝土，尤其是涉及一种新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土及其制备方法。背景技术我国十二五规划指出：“大幅度降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度，加快低碳技术研发应用。”混凝土作为使用量最大的人工材料，其传统生产工艺所带来的问题日益凸显。目前，全球每年生产约33亿吨普通硅酸盐水泥，而生产1吨的普通硅酸盐水泥大约排放约1吨的CO2,并且消耗45GJ的能源。水泥行业是第3大温室效应的影响者（占58%）,消耗5%全球能源。另外，混凝土业现在正以每年约80亿吨的速度消耗天然骨料。大量开山、采石已经严重破坏了自然山体的景观和绿色植被，挖河床取砂石改变了河床位置及形状，造成水土流失或河流改道等严重后果。许多国家和地区已经没有可取的碎石和砂子，混凝土的骨料资源出现了严重危机。普通硅酸盐水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧，即原料（石灰石组分和粘土组分）要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经1450C的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。这样的生产工艺决定了水泥生产必定要消耗大量的粘土资源，并且生产过程中会释放大量的CO2,对环境造成很大的污染。本发明所采用的新型中性钠碱矿渣水泥主要采用矿渣制成，普通硅酸盐水泥作为激发剂的组分之一，只占新型中性钠碱矿渣水泥的5%。本发明采用N&SOi和水玻璃复合作为激发剂，不仅解决了混凝土缓凝的问题，而且还使所配制的混凝土具有较高的力学性能。采用陶粒取代混凝土中的骨料，减少了人类对砂石骨料的开采。新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土成本比传统的混凝土低。因此本发明的环保意义是非常明显的，且具有广阔的应用前景。发明内容本发明的目的在于提供一种新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土及其制作工艺，它具有较好的工作性和力学性能，能取代传统混凝土应用于工程结构中。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土由NazSO八水玻璃、矿渣、普通硅酸盐水泥、陶粒、砂和水等材料组成。按照重量百分数，Na2SO41.77-1.96%.水玻璃0.59-0.65%>矿渣20.0322.16%、普通硅酸盐水泥1.18-1.31%、陶粒33.3734.41%>砂31.8132.84%、水7.5110.01%,混合后得所述的新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土。对各组分的技术要求分叙如下：1、本发明所指水玻璃用量为其Na2SiO3固体用量，要求水玻璃模数为0.81.6,这里所述模数即为Si(与NaO的分子量之比，或M=9l.032,其中Na2Osi2.”faw表示水玻璃中SiO2、NazO的质量百分数，1.032为常数。可采用在Na2SiO3基础上加NaOH的方法调低模数。具体调整方法如下所述：假设原水玻璃中含SiO2a%,Na2Ob%,模数为m,则团=q。现欲将水玻璃模b数调整为n,设调整模数后的水玻璃含SiO2a乐Na2Oc%,WJ=-o由上述条件c可得：-=y,则调整模数后的水玻璃中附2。的百分数为C='效，因此需往原nbn水玻璃中力入Na2O的百分数为C一力=M6=竺Nb,因此NaOH力口入量为nn61QO>7×-一×b,其中61.99为g2。分子量，40.00为NaOH分子量。40.00n2、普通硅酸盐水泥的标号要求为P.042.5o新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土的制备方法为：预湿、拌合粉料、制备碱激发剂、拌合骨料、振捣成型。本发明配方中各组分的选择依据和作用：碱矿渣水泥是一种可持续发展胶凝材料，与传统硅酸盐水泥的煨烧工艺相比，碱矿渣水泥不需要消耗大量的粘土资源和能源，并且能消耗工业废料（如矿渣），有利于自然环境的保护和能源的合理利用，又能改善矿渣废料过剩污染环境的现状。将陶粒取代天然骨料可以减少因采砂石对环境的破坏，另外陶粒具有质轻、保温、隔热等优势。碱矿渣水泥陶粒混凝土具有传统混凝土所不具有的优势：（1）碱矿渣水泥价格低廉。碱矿渣水泥的价格相较于普通硅酸盐水泥大约能降低1030%左右；（2）碱矿渣水泥的原材料来源广泛并且绿色环保，在大大降低生产水泥带来的环境污染的同时，可以消耗大量的工业废渣；（3）碱矿渣水泥的需水性（20%24%）比普通硅酸盐水泥的需水性（25%28%）低，即在相同水灰比条件下，碱矿渣水泥混凝土的流动性要优于普通硅酸盐水泥混凝土；（4）陶粒的强度相较于天然骨料低很多，但是仍然可以满足C20C50混凝土的使用要求，与此同时，其密度比普通混凝土低20-30%,并且陶粒混凝土具有保温隔热的优异性能；（5）耐热性能优异，在650高温下，陶粒混凝土的强度损失10%15临耐火时间约4h,而普通混凝土的强度损失25%65乐耐火时间约lh；（6）抗渗性能优异。与普通硅酸盐水泥混凝土相比，碱矿渣水泥混凝土具有更低的水和氯离子渗透性，对侵蚀性介质，如酸、硫酸盐、氯离子的抗侵蚀性更好。本发明的新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土优点在于：（1）碱矿渣水泥价格低廉；（2）所采用的材料大部分为绿色环保材料，降低能耗；（3）在满足一般混凝土施工要求的情况下，具有质轻保温隔热等优点；（4）耐火性能、抗渗性能优异。具体实施例：一种新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土由Na2SOl.水玻璃、矿渣、普通硅酸盐水泥、陶粒、砂和水等材料组成。按照重量百分数，Na2SOlL77-1.96%水玻璃0.59-0.65%、矿渣20.03-22.16%.普通硅酸盐水泥1.18-1.31%、陶粒33.3734.41%、砂31.8132.84%、水7.5110.01%,水玻璃的模数为0.8L6。制备方法的具体步骤为：(1)预湿：陶粒在净水中预湿24h,并在实验前将陶粒滤干，并保持其饱和面干状态；(2)拌合粉料：将矿渣和水泥倒入搅拌机中干拌3分钟；(3)制备碱激发剂：将附250八水玻璃溶解在30°C以上的水中形成溶液，再将该溶液倒入步骤2中得到的混合物中，搅拌1分钟；(4)拌合骨料：将砂和陶粒倒入搅拌机中搅拌2.5分钟；(5)振捣成型：振捣采用振动台振实和手工压实结合，振捣时间以拌合物捣实和避免轻骨料上浮为原则，宜为1030秒。最佳实施例：新型中性钠碱矿渣陶粒混凝土及比例(质量比)为：Na2SO139kg、水玻璃7.1kg、NaOH4.9kg矿渣408kg、普通硅酸盐水泥24kg、陶粒638kg、砂607kg、水168kg,按以下步骤进行搅拌制备后用于工程结构中。制备方法的具体步骤为：(1)预湿：陶粒在净水中预湿24h,并在实验前将陶粒滤干，并保持其饱和面干状态；(2)拌合粉料：将矿渣和水泥倒入搅拌机中干拌3分钟；(3)制备碱激发剂：将NazSO八水玻璃溶解在30以上的水中形成溶液，再将该溶液倒入步骤2中得到的混合物中，搅拌1分钟；(4)拌合骨料：将砂和陶粒倒入搅拌机中搅拌2.5分钟；(5)振捣成型：振捣采用振动台振实和手工压实结合，振捣时间以拌合物捣实和避免轻骨料上浮为原则，宜为1030秒。