[發(fā)明專利]煤矸石漂珠保溫混凝土及制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710851455.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107500804A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李珠;姜魯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B38/08
• 分類號(hào): C04B38/08;C04B28/04;C04B111/40
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源,武建云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及混凝土，具體為一種煤矸石漂珠保溫混凝土及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

我國(guó)是全球煤炭開(kāi)采量最大的國(guó)家，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2012年我國(guó)煤炭產(chǎn)量達(dá)到36.8億噸，占全球煤炭產(chǎn)量的46.5%。煤矸石是在成煤過(guò)程中伴生的一種黑色巖石，是在煤炭開(kāi)采以及洗煤過(guò)程中產(chǎn)生的含碳量低的固體廢棄物。同時(shí)，煤矸石作為產(chǎn)量最大的固體廢棄物，具有環(huán)境經(jīng)濟(jì)的“兩面性”，棄之為害，用之為寶。煤矸石的堆積不僅侵占大量土地資源，而且其有害元素還會(huì)造成土壤污染和水體污染，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)、危害人體健康。伴隨著建筑工程的快速發(fā)展，砂石集料的開(kāi)采急劇增加，如能將煤矸石用于建筑材料中，不但能改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少對(duì)土地的侵占，還能節(jié)省天然骨料資源，緩解骨料供求矛盾。

申請(qǐng)人研制的保溫混凝土是指在混凝土拌合時(shí)摻入一定量的玻化微珠保溫材料，使其成為兼具保溫承重的一種新型綠色混凝土，其導(dǎo)熱系數(shù)較普通混凝土大幅降低。為實(shí)現(xiàn)將“廢棄資源再生利用”與“結(jié)構(gòu)自保溫”相結(jié)合，提出了煤矸石漂珠保溫混凝土。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種煤矸石漂珠保溫混凝土及其應(yīng)用，其利用煤矸石部分或全部替代天然石子，漂珠替代天然河砂，其體積替代率可達(dá)60%，以此來(lái)制備混凝土，在改善環(huán)境污染、降低天然砂石資源和提高建筑節(jié)能水平的同時(shí)，所制備的煤矸石漂珠保溫混凝土兼具保溫承重的特點(diǎn)，適用于建筑承重結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，可直接應(yīng)用于工程實(shí)踐。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種煤矸石漂珠保溫混凝土，所用材料為：水240kg/m³~310kg/m³，水泥450kg/m³~650kg/m³，粗骨料980kg/m³~1355kg/m³，細(xì)骨料250kg/m³~600kg/m³，玻化微珠90kg/m³~150kg/m³，硅灰25kg/m³~75kg/m³，減水劑3.95kg/m³~7.64kg/m³。

所述粗骨料為天然石子和煤矸石，或者粗骨料全部為煤矸石，煤矸石按體積取代天然石子，其體積取代率為0%~100%。

所述細(xì)骨料為天然河砂和漂珠，漂珠替代天然河砂的體積百分比為0%~60%。

所述硅灰的平均粒徑為0.1μm~0.3μm。

所述水泥為42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

所述粗骨料的粒徑為5mm~31.5mm。

所述天然河砂為中砂。中砂是粒徑大于0.25mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量的50%的砂，細(xì)度模數(shù)在3.0~2.3的細(xì)骨料。

所述保溫骨料玻化微珠粒徑為12~80目，導(dǎo)熱系數(shù)為0.03 W/(m·K)~0.05 W/(m·K)，由于玻化微珠表面玻化封閉，導(dǎo)致其吸水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通膨脹珍珠巖。

所述漂珠粒徑為1~300μm，筒壓強(qiáng)度為1280KPa。

煤矸石漂珠保溫混凝土制備方法是，先將玻化微珠和漂珠加入到攪拌機(jī)內(nèi)，然后加入1/2水預(yù)濕玻化微珠，預(yù)濕攪拌時(shí)間為90s；其次粗骨料、水泥、硅灰、天然河砂加入到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌時(shí)間為120s；最后將減水劑與剩余1/2水混合后加入到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌時(shí)間為180s，制成煤矸石漂珠保溫混凝土。

所制備煤矸石漂珠保溫混凝土的應(yīng)用包括：

1、用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的外墻、內(nèi)隔墻、承重墻和剪力墻等，煤矸石漂珠保溫混凝土強(qiáng)度在20MPa~60MPa，導(dǎo)熱系數(shù)在0.2 W/(m·K)-0.7W/(m·K)之間，可實(shí)現(xiàn)建筑墻體節(jié)能50%以上。

2、可預(yù)制各種建筑構(gòu)配件，如墻體、板材、樓梯、柱子等，實(shí)現(xiàn)省時(shí)省力、環(huán)保節(jié)能的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工。

3、可用于制作煤矸石漂珠保溫混凝土實(shí)心砌塊和空心砌塊，當(dāng)在空心砌塊孔中填充聚氨酯發(fā)泡劑或聚苯板等低導(dǎo)熱系數(shù)材料時(shí)，可緩解孔中空氣產(chǎn)生的熱對(duì)流，有效降低空心砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)，可實(shí)現(xiàn)砌塊墻體節(jié)能65%以上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）、本發(fā)明采用煤矸石部分或全部代替天然石子，制備煤矸石漂珠保溫混凝土，可根據(jù)工程對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求，來(lái)選擇煤矸石替代率。