[发明专利]基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法

说明书

本发明涉及惰性材料在胶凝材料利用领域，具体涉及一种基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法。为了解决现有胶凝材料存在的固废惰性材料用量少，无法平衡固废惰性材料含量与性能之间的关系等问题，本发明提出一种基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法。以混凝土模型为基础，将惰性材料视为混凝土中骨料，超细活性组分为混凝土中的胶凝材料，惰性材料在胶凝材料体系中具有骨料增强效应，可有效的提高惰性材料在胶凝材料中的利用率和用量，既能提高固废利用量，又能赋予胶凝材料较好的力学性能。同时材料基于最大堆积设计，具有孔隙率低、抗渗和抗侵蚀性能优。

技术领域

本发明涉及惰性材料在胶凝材料利用领域，具体涉及一种基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

现有胶凝材料存在以下问题：

(1)体系中的惰性材料成分含量较少，仅为水泥成分的20～30％左右，且加入惰性材料后强度降低明显，不利于固废惰性材料的再利用；

(2)传统胶凝材料中，如果单纯增加固废惰性材料含量，虽然能增加固废惰性材料利用率，但是得到的胶凝材料强度较低，仅适合做填充材料等对强度要求较低的产品；

(3)现有胶凝材料在使用过程中会与尺寸较大的骨料，例如沙砾、石子等制备混凝土，但该方法侧重点在于改善混凝土产品的性能，而非胶凝材料性能。

发明内容

为了解决现有胶凝材料存在的固废惰性材料用量少，无法平衡固废惰性材料含量与性能之间的关系等问题，本发明提出一种基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法。以混凝土模型为基础，将惰性材料视为混凝土中骨料，超细活性组分为混凝土中的胶凝材料，惰性材料在胶凝材料体系中具有骨料增强效应，可有效的提高惰性材料在胶凝材料中的利用率和用量，既能提高固废利用量，又能赋予胶凝材料较好的力学性能。同时材料基于最大堆积设计，具有孔隙率低、抗渗和抗侵蚀性能优。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法，包括：

工序一：选取微米级水泥、矿渣、硅灰粉末；

工序二：选取尾矿粉使其尺寸大于水泥粉末、矿渣、硅灰粉末；

工序三：将微米级水泥、矿渣、硅灰粉末和尾矿粉按照不同比例混合得到最大压实密度；

工序四：加水搅拌，即可得到基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料；

所述工序一、二同时进行，或者分步进行，无先后顺序限定。

本发明第二方面，提供一种基于混凝土原理的大掺量惰性材料胶凝材料设计方法制备得到的胶凝材料。

本发明第三方面，提供一种胶凝材料在建筑材料、承重材料、海工材料领域中的应用。

本发明第四方面，提供一种建筑材料或承重材料或海工材料，包括胶凝材料。

上述一个或多个技术方案具有以下有益效果：

1)不同于传统胶凝材料需要与较大粒径的骨料制备混凝土，本发明一些方案在胶凝材料中构筑类似混凝土的结构特点，通过将惰性成分的尺寸设计的比水泥、矿渣、硅灰尺寸大，将惰性材料视为混凝土中骨料，超细活性组分为混凝土中的胶凝材料，惰性材料在胶凝材料体系中具有骨料增强效应，可有效的提高惰性材料在胶凝材料中的利用。