[发明专利]高钛重矿渣泵送混凝土及施工方法

说明书

技术领域   

本发明涉及建筑行业的混凝土材料配方，确切地说是利用废弃的高钛重矿渣，配制一种高强度泵送混凝土及施工方法。

背景技术

攀钢至今有5000多万吨的高钛重矿渣未被利用，而且每年还以300万吨的排渣量增加。攀钢已面临着无处堆放高钛重矿渣的局面；另一方面，攀枝花市每年需消耗大量砂，过度的开发破坏了自然植被，造成水土流失。因此，高钛重矿渣能否被综合利用，不仅影响到攀钢、攀枝花社会经济的可持续发展，而且对节约自然资源，降低工程成本，保护长江上游生态环境等均具有重要的意义。

但由于高钛重矿渣的比表面积较大，一方面摩擦阻力大，另一方面对外加剂吸附较严重，导致混凝土初始工作状态不佳，扩展度偏低，无法满足混凝土施工过程的要求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种混凝土材料配方，确切地说是一种高钛重矿渣泵送混凝土及施工方法；是通过在高钛重矿渣掺加一定量含有阴离子表面活性剂的引气组分，使混凝土在拌和过程中产生大量相同电荷并能均匀分布的微气泡，这些微气泡起到“滚珠”效应，有效提高混凝土初始扩展度。达到将高钛重矿渣配制成等级为C65 高强泵送混凝土，并且能满足垂直100m，水平100m的泵送施工要求的目的。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

高钛重矿渣泵送混凝土及施工方法，由骨料、硅酸盐水泥、粉煤灰组成，其特征在于：骨料：采用粒径 5mm~25mm 的石子、粒径 5mm~16mm 的小石子、细度模数为 3.0 ～ 2.4 的高钛重矿渣；硅酸盐水泥：采用52.5 的硅酸盐水泥； 粉煤灰：质量指标符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-2005）中Ⅱ级灰要求，掺量由试验确定；外加剂：包括消泡剂选用一种有机硅油5～10%、引气剂选用松香热聚物1～2%、增粘剂选用纤维素醚2.5～5%、减缩组分选用低级醇的环氧化合物与烷基聚氧乙烯醚7.5～15%，其余部分为高效聚羧酸减水剂；通过对以上几种不同组分掺量进行调整，复合而成一种适用于高钛重矿渣混凝土的外加剂；

工艺原理

1）、由于高钛重矿渣的比表面积较大，一方面摩擦阻力大，另一方面对外加剂吸附较严重，导致混凝土初始工作状态不佳，扩展度偏低，无法满足混凝土施工过程的要求；通过掺加一定量含有阴离子表面活性剂的引气组分，使混凝土在拌和过程中产生大量相同电荷并能均匀分布的微气泡，这些微气泡起到“滚珠”效应，有效提高混凝土初始扩展度；

2）、为避免混凝土在泵送过程中因离析而堵管现象的发生，在外加剂中掺加一定量具有保水和增稠作用的增黏组分，使其高分子长链可以在水泥颗粒、水泥和骨料之间形成稳定的空间柔性网络结构，提高新拌混凝土的粘聚力，且其所含有的化学基团如羟基和醚键上的氧原子与水分子缔合成氢键，使游离水变成结合水，以保证水泥水化时具有足够的水，故使水泥浆体黏度上升，有效的避免在泵送过程中因离析而堵管现象的发生；

3）、为减少混凝土的收缩量，在外加剂中增加一种使混凝土毛细孔溶液表面张力显著降低的减缩增韧组分，从根本上减小了混凝土产生自收缩，孔隙细化，没有明显的原生裂纹产生，混凝土结构更加致密，减小混凝土的收缩，提高抗裂性能；增韧机理的实质是在基体材料中引入一种具有超长分子链的聚合物，利用这种聚合物的超长分子链在基体中相互缠结形成的网络状骨架结构，为材料提供机械强度；当材料受到外力作用时，通过这种网络状骨架结构的形变、吸收和传递来自基体的冲击能量，起到增韧作用；

4）、经机械破碎后的高钛重矿渣，与普通河砂比较，不存在泥块、云母、贝壳等有害物质，且可以调整颗粒级配，所以，采用高钛重矿渣，做好对高钛重矿渣的混均，及时测量含水率，恰当地应用减水剂技术和粉煤灰混凝土技术，适当调整混凝土配合比，在相对较低的水灰比条件下，完全可以配制出和易性好、坍落度损失小、泵送性好、强度高和耐久性好的混凝土，不仅满足了混凝土的强度及耐久性等设计要求，同时也满足了混凝土的大高程泵送等施工要求；

5）、外加剂：由于高强及泵送工艺的需要，在严格控制用水量前提下，为了满足适当的浆体含量和适宜的流动性，同时，具有早期强度好、收缩低、后期强度好的性能；

工艺流程