分级组合硅粉改性混凝土及其制备方法.pdf

本发明公开了一种分级组合硅粉改性混凝土，不同粒径的超细硅微粉填充于混凝土孔隙中形成改性混凝土，将两种及以上不同粒径范围的硅微粉按比例混合后作为混凝土的掺合料；采用不同粒径的超细硅微粉对混凝土水分蒸发后留下的孔洞进行分级填充，一方面减少用水量以及水泥用量，另一方面增加混凝土的密实性和强度；通过不同粒径等级的超细硅微粉进行填充可减少水化放热，避免因水化反应放热过大导致的温差大而开裂，还可避免侵蚀性化学物质进入混凝土而影响混凝土性能，从而增强混凝土的耐久性，使得混凝土工作性得到改善，强度得到提高。

权利要求书
1.  一种分级组合硅粉改性混凝土，其特征在于：不同粒径的超细硅微粉密实填充于混凝土孔隙中形成改性混凝土。

2.  根据权利要求1所述的分级组合硅粉改性混凝土，其特征在于：将两种以上不同粒径范围的硅微粉按比例混合后作为混凝土的掺合料。

3.  根据权利要求2所述的分级组合硅粉改性混凝土，其特征在于：所述硅微粉为在混凝土中无化学反应的晶态硅。

4.  根据权利要求3所述的分级组合硅粉改性混凝土，其特征在于：所述硅微粉为粉石英微粉。

5.  根据权利要求4所述的分级组合硅粉改性混凝土，其特征在于：超细硅微粉的掺量为4％-8％。

6.  根据权利要求5所述的分级组合硅粉改性混凝土，其特征在于：所述硅微粉的粒径≤32μm，氯离子含量≤0.005％，三氧化硫含量≤0.1％。

7.  一种权利要求1所述的分级组合硅粉改性混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.将硅微粉矿经洗涤后进行矿石均化、烘干后先进行矿石破碎再进行矿石细碎；
b.将细碎后的物料经粉磨后进行分级筛选处理，然后再进行超细粉磨，最后进行超细分级筛选处理得到不同粒径的超细硅微粉；
c.将不同粒径的超细硅微粉按比例进行组合后与混凝土混合搅拌均匀。

说明书分级组合硅粉改性混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑工程材料技术领域，特别涉及一种分级组合硅粉改性混凝土及其制备方法。
背景技术
基础设施建设的过程中对混凝土等建筑材料的需求量越来越大，为了保证混凝土耐久性能和施工性能，掺合料已成为现代混凝土不可或缺的组分之一，常用的掺合料主要是粉煤灰、矿渣、硅灰。强度等级C30到C50的商品混凝土，粉煤灰和矿渣用量占到胶凝材料30％左右，C60以上混凝土经常是掺加了占胶凝材料5％-7％的硅灰。粉煤灰和矿渣由于供不应求，导致工程上能够采购到的掺合料产品目前质量堪忧，很多搅拌站获得的粉煤灰可能是原状灰，而市面上的矿渣更不容易达到S95级。另外，工业副产物掺合料还存在化学成分不稳定的问题，导致混凝土质量波动，影响工程质量控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分级组合硅粉改性混凝土及其制备方法，具有较低的水化热和水化温升，可减小水化温升导致的混凝土开裂几率；混凝土体积稳定性好、收缩小，可提高混凝土性能尤其是耐久性的优势，可以减少混凝土质量问题带来的经济损失，提高混凝土工程的使用寿命，节约混凝土工程将来的巨额维护费用。
本发明的分级组合硅粉改性混凝土，不同粒径的超细硅微粉密集填充于混凝土孔隙中形成改性混凝土；
进一步，将两种以上不同粒径范围的硅微粉按比例混合后作为混凝土的掺合料；
进一步，所述硅微粉为在混凝土中无化学反应的晶态硅；
进一步，所述硅微粉为粉石英微粉；
进一步，超细硅微粉的掺量为4％-8％；
进一步，所述硅微粉的粒径≤32μm，氯离子含量≤0.005％，三氧化硫含量≤0.1％。
本发明还公开一种分级组合硅粉改性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a.将硅微粉矿经洗涤后进行矿石均化、烘干后先进行矿石破碎再进行矿石细碎；
b.将细碎后的物料经粉磨后进行分级筛选处理，然后再进行超细粉磨，最后进行超细分级筛选处理得到不同粒径的超细硅微粉；
c.将不同粒径的超细硅微粉按比例进行组合后与混凝土混合搅拌均匀。
本发明的有益效果：本发明的分级组合硅粉改性混凝土及其制备方法，采用不同粒径的超细硅微粉对混凝土水分蒸发后留下的孔洞进行分级填充，一方面减少用水量以及水泥用量，另一方面增加混凝土的密实性和强度；通过不同粒径等级的超细硅微粉进行填充可减少水化放热，避免因水化反应放热过大导致的温差大而开裂，还可避免侵蚀性化学物质进入混凝土而影响混凝土性能，从而增强混凝土的耐久性，使得混凝土工作性得到改善，强度得到提高；不同粒径的超细硅微粉可与不同类型混凝土减水剂如聚羧酸、萘系、氨基减水剂等均适应性优良；分级组合硅粉掺合料纯度高，对混凝土性能的有害成分(Cl-、SO3、碱含量、烧失量等)含量低，物理化学特性稳定，质量容易控制；使用分级组合硅粉的混凝土体现为低的水化热和水化温升，可减小水化温升导致的混凝土开裂几率；混凝土体积稳定性好、收缩小。
具体实施方式
本实施例的分级组合硅粉改性混凝土，不同粒径的超细硅微粉密实填充于 混凝土孔隙中形成改性混凝土；所谓“密实填充”即不同粒径的超细硅微粉进行有机组合布满每个孔隙，在微观上，硅粉与硅粉之间，硅粉与孔隙之间紧密连接，达到密实性的效果，有别于工业副产物微硅粉(硅灰)，分级组合硅粉是硅微粉(粉石英)矿经超细加工、分级后，再有针对性地选择两个或多个不同粒径范围的分级硅微粉进行组合形成的产品。经过研究与工程实践，由于具有纯度高，有害杂质少，物理、化学特性稳定等特点，结合填充效应和增塑效应，分级组合硅粉非常适合用作混凝土掺合料。分级组合硅粉具有提高混凝土性能尤其是耐久性的优势，可以减少混凝土质量问题带来的经济损失，提高混凝土工程的使用寿命，节约混凝土工程将来的巨额维护费用。
本实施例中，将两种以上不同粒径范围的硅微粉按比例混合后作为混凝土的掺合料。
本实施例中，所述硅微粉为在混凝土中无化学反应的晶态硅；与传统的硅灰掺合料不同，硅灰为无定形态，在混凝土中会产生化学反应，且吸水量大，容易引起开裂，采用晶态硅在混凝土中不参与化学反应，可减少水化收缩而开裂；将硅粉经特殊工艺加工成表观形状为近似球形，满足在混凝土填充中的流动性要求。
本实施例中，所述硅微粉为粉石英微粉。
本实施例中，超细硅微粉的掺量为4％-8％；分级组合硅粉掺量4％～8％时，需水量比≤100％，28d混合砂浆抗压强度比≥100％；有害成分SO3≤0.1％,Cl-≤0.005％；混凝土工作性得到改善，强度得到提高。
本发明还公开一种分级组合硅粉改性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a.将硅微粉矿经洗涤后进行矿石均化、烘干后先进行矿石破碎再进行矿石细碎；
b.将细碎后的物料经粉磨系统粉磨后经分级系统进行分级筛选处理，然后再进行超细粉磨，最后进行超细分级筛选处理得到不同粒径的超细硅微粉；
c.将不同粒径的超细硅微粉按比例进行组合后与混凝土混合搅拌均匀。
实施例一
(1)粉石英超细加工及分级的工艺流程为：矿石破碎(洗涤)——矿石均化——矿石烘干——矿石破碎——矿石细碎——粉磨系统——分级系统——成品收集——超细粉磨——超细分级——成品收集。
(2)将不同分级粒径硅微粉按比例进行组合。
表1分级硅微粉粒径范围

表2分级组合硅粉混合砂浆流动度/mm

表3(样1+样2+样3)分级组合硅粉混合砂浆抗压强度比(％)

表4(样1+样2)分级组合硅粉混合砂浆抗压强度比(％)

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。