[发明专利]混凝土复合掺和料及其在水工混凝土施工中的使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土复合掺和料，特别是用于构筑水电站大坝的水工混凝土、具有改善混凝土性能、降低混凝土水化热的掺和料。

背景技术

水泥作为混凝土的主要胶凝材料，广泛应用于各类建筑工程以及水利系统，如水电站大坝的建筑工程中。

目前，常规混凝土的原材料主要由胶凝材料(水泥、掺合料)、外加剂(如减水剂、引气剂等)、骨料(细骨料砂和粗骨料小石、中石、大石、特大石)和水这几部份组成。其中，(1)水泥，一般可分为：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等不同品种，不同品种水泥由于水泥熟料矿物组成不同或掺不同种类数量的混合材料，具有不同的特征，需根据实际情况来选择；(2)掺合料，可以是粉煤灰、粒化高炉矿渣，也可以是火山灰或其他火山质材料。这些掺合材料经收集或加工，其细度与水泥细度属同一数量级，掺至混凝土中对改善拌和物的工作性起到与水泥相似的作用。此外，这些掺合料具有潜在的活性，能与水泥的水化产物(氢氧化钙)发生二次水化反应，生成具有胶结性能的稳定的水化产物，从而改善硬化混凝土的技术性能起到重要的作用。国内外混凝土施工中使用的掺合料多为粉煤灰，也有使用火山灰及凝灰岩的。(3)外加剂，国内用的外加剂主要有减水剂、引气剂、缓凝剂、速凝剂、早强剂等，外加剂主要起到提高混凝土耐久性和强度，改善混凝土的和易性和施工工艺等作用；(4)骨料，混凝土用的骨料分为细骨料砂和粗骨料(小石、中石、大石及特大石)，根据不同的级配选择骨料种类及数量。

掺和料常采用粉煤灰，在满足建筑构筑物力学性能指标的前提下，掺混粉煤灰来减少水泥用量，从而达到废物利用、降低成本、减少工程造价的目的(水泥通常都要经过开采、粉碎、焙烧等复杂工艺过程，水泥成本较高)。

中国专利文献公开了一种“烧硫铁矿渣成品砂浆及其制造方法”(CN1112529A)，该成品砂浆由烧硫铁矿渣、干粉煤灰、生石灰粉(Cao)等混合而成。CN1145885A也提出使用硫铁矿渣替代石英砂的方案。烧硫铁矿渣是硫铁矿砂在经沸腾炉高温焙烧制取二氧化硫后的残渣，其中铁含量高达35％以上，硫含量达0.12％～0.43％《固体废粉处理及资源化》(第12章表12-6，化学工业出版社)，是不适宜作混凝土掺和料的。

CN1263702C披露了“用于建筑结构中的胶凝混合物”，主要由铁矿渣掺混在水泥中组成(此外，还具有石灰精、乳胶粉、纤维素醚和/或纤维素、粉煤灰、甲酸钙等)，铁矿渣作为骨料代替河沙，铁矿渣占该胶凝混合物总重量的40％～80％。

此外，2005年科技信息查新，云南大朝山水电站曾采用磷矿渣粉和凝灰岩混磨掺和料替代粉煤灰的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种活性比粉煤灰高、替代粉煤灰的混凝土复合掺和料。

本发明的目的是这样实现的：一种混凝土复合掺和料，由按重量份配比的以下组分组成，单磨铁矿渣粉5～6份，单磨石灰岩粉5～4份；二者掺混后的细度45μm方孔筛，筛余≤20％，含水率≤1％。

本发明的另一目的是提供上述掺和料在构筑水电站大坝的水工混凝土施工中的使用方法。

本发明的另一目的是这样实现的：一种掺和料在构筑水电站大坝的水工混凝土施工中的使用方法，混凝土复合掺和料在水泥中的掺配比例小于等于二者总重量的60％。

土卡河水电站地处中国、老挝、越南三国交界处的偏远山区，地区雨季长雷暴频繁，具有长夏无冬、高气温，高阳光辐射、高蒸发量和昼夜温差较大等特点。由于当地无粉煤灰，受地域条件的限制，外地运来的粉煤灰运距长、价格非常昂贵，通过对当地材料调查、了解，按照就地取材原则，决定采用新型复合掺合料(铁矿渣粉+石灰岩粉按质量比1∶1)替代粉煤灰作为混凝土复合掺合料，解决了粉煤灰匮乏的难题，从材料应用技术方面突破了混凝土复合掺合料较为单一的局面。

2005年6月四川省科技信息所查新结果表明：国内未见铁矿渣粉加石灰岩粉替代粉煤灰来拌合碾压混凝土及复合掺合料配合比的文献报道，采用铁矿渣粉加石灰岩粉替代粉煤灰应用于碾压混凝土及常态混凝土在国内同行业仍是研究、发展的新课题，理论上可行，但仍需通过大量的试验及工程应用实例来论证。

材料及应用特点：

1、试验研究表明：铁矿渣粉和石灰岩粉新型复合掺合料的细度与水泥细度属同一数量级，掺至混凝土中对改善拌和物的工作性起到与水泥相似的作用，采用的铁矿渣粉与石灰岩粉按质量1∶1的比例单磨混掺，获得了一种接近II级粉煤灰技术指标的新型掺合料。