[發明專利]一種C45P12地鐵混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 201811609086.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109485349A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 肖超
• 申請（專利權）人: 成都宏基建材股份有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 郭春莉

本發明屬于混凝土領域，具體公開了一種C45P12地鐵混凝土及其制備方法，該混凝土由以下材料組成：水泥204?260份、礦粉30?40份、粉煤灰25?35份、固硫灰40?60份、硅灰20?30份、電石渣8?14份、粗骨料1000?1200份、細骨料530?730份、輕質細骨料50?100份、纖維2?4份、乳膠粉0.6?1.2份、膨脹劑5?15份、減水劑1.8?2.8份、水145?165份，以重量份數計。本發明中以固硫灰、電石渣作地鐵混凝土的部分摻合料，以高鈦礦渣作地鐵混凝土的輕質細骨料，制備出的地鐵混凝土具有良好的塌落度、擴展度，28d抗壓強度均大于45MPa，抗滲等級均達P12，這有利于克服礦粉、粉煤灰、硅灰等傳統水泥摻合料資源日益短缺及固硫灰、電石渣、高鈦礦渣等工業固廢資源化途徑有限、利用率低的問題，同時有利于改善地鐵混凝土耐久性。

技術領域

本發明屬于混凝土領域，具體公開一種C45P12地鐵混凝土及其制備方法。

背景技術

地鐵工程要求服役壽命不低于100年，地鐵工程的耐久性問題一直是一個備受關注的重大工程問題。地鐵混凝土是影響地鐵工程壽命的關鍵因素，可以說，地鐵混凝土的耐久性直接決定了地鐵工程的壽命。地鐵混凝土服役于地下空間，其耐久性受堿集料反應、氯離子腐蝕、硫酸鹽腐蝕、碳化作用、凍融循環、雜散電流以及外力荷載等因素的影響，改善地鐵混凝土的耐久性是一個值得持續關注和研究的課題。

地鐵工程是一個復雜的系統，由多個不同的結構部位構成，地鐵混凝土作為主體材料，被廣泛應用于其各個結構部位中。在地鐵工程的設計過程中，基于地下水文環境、應用場景、自然災害沖擊、使用壽命等的考慮，對地鐵工程不同結構部位的材料性能提出了不同的要求。就地鐵混凝土而言，主要對應用于地鐵工程不同結構部位的地鐵混凝土的強度等級和抗滲等級提出了差異化要求。C45P12地鐵混凝土，常應用于對混凝土強度等級要求較高、抗滲等級要求很高的結構部位。

目前，在地鐵混凝土的制備技術中，常常將礦粉、粉煤灰、硅灰等工業固廢作為水泥摻合料，與普通硅酸鹽水泥按一定比例復配后作為膠凝材料。這與全部采用普通硅酸鹽水泥做膠凝材料相比而言，礦粉、粉煤灰、硅灰等的摻入可替代部分普通硅酸鹽水泥，從而降低水泥用量，達到減少水泥工業生產耗能、污染性廢氣排放等目的；此外，礦粉、粉煤灰、硅灰等的摻入一般還可改善混凝土的力學性能、抗腐蝕、抗凍性、耐久性等，其作用原理主要是利用了礦渣微粉、粉煤灰等工業固廢的微集料填充效應與潛在火山灰活性。然而，隨著我國經濟建設高速發展、建設規模不斷擴張，礦粉、粉煤灰、硅灰等傳統水泥摻合料也日益面臨資源短缺、供應品質嚴重下滑等問題，常常引起混凝土性能不良的后果。

循環流化床燃煤固硫灰是指含硫煤與固硫劑以一定比例(Ca/S＝2.0-2.5)混合后在循環流化床鍋爐內經一定溫度(850～950℃)煅燒固硫后所產生的收集于煙道的廢棄灰，以下簡稱“固硫灰”。固硫灰中主要含有α-石英、活性硅鋁礦物、赤鐵礦與硬石膏，以及少量的游離氧化鈣與石灰石，其化學成分主要包括Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、SO₃、CaO、MgO和f-CaO。不同地區的固硫灰，在化學成分、礦物組成、水化活性等方面存在一定差異。目前，我國固硫灰的年排放量在千萬噸級，因存在資源化利用途徑有限、利用率低等問題，多采用堆放或填埋的方式處理，不僅占用土地資源而且容易造成環境污染。研究表明，固硫灰不僅具有潛在火山灰活性，還具有水硬性等特點，同時也具有微米級顆粒粒徑特征，因此具備了作水泥摻合料的基本條件。

電石渣是化工廠利用電石水解生產乙炔氣后排出的以氫氧化鈣為主要礦物成分的工業廢渣，其顆粒粒徑主要分布于0-100um的范圍。電石渣的主要化學成分是CaO(含量≥60％)，其余成分為SiO₂、Al₂O₃、SO₃、Mg和Fe等金屬的氧化物和氫氧化物等無機物以及少量有機物，氯離子含量一般小于0.1％。化工廠排除的電石渣具有很高的含水率，一般高于70％，資源化利用電石渣常需要對其進行干燥處理。