一种加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用
阅读说明：本技术 一种加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用 (Encrypted silica fume composite admixture and application thereof in high-performance concrete ) 是由 吉卫星 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用,所述复合掺合料的原料包括：加密硅灰、石灰石、锰渣、镍渣。复合掺合料在高性能混凝土中的应用,步骤如下：1)复合掺合料的粉磨制备：按质量百分比称量各原料,然后将原料输入磨机中进行粉磨；2)将复合掺合料通过储存罐运输到商混站后,往搅拌机中投入粗细骨料、胶凝材料进行搅拌,即得成品。本发明的优点：1.掺合料颗粒级配优化,有效改善混凝土的性能和后期强度；2.硅灰制备成复合掺合料,便于进行运输；3.掺合料在混凝土中胶凝材料的比例较大,制备过程中能够准确计量；4.掺合料在制备混凝土搅拌过程中,能够均匀分散在混凝土中,确保高性能混凝土质量稳定。(The invention provides an encrypted silica fume composite admixture and application thereof in high-performance concrete, wherein the composite admixture comprises the following raw materials: and (3) encrypting the silica fume, limestone, manganese slag and nickel slag. The application of the composite admixture in high-performance concrete comprises the following steps: 1) grinding preparation of the composite admixture: weighing the raw materials according to the mass percentage, and then inputting the raw materials into a grinding machine for grinding; 2) and (3) transporting the composite admixture to a commercial mixing station through a storage tank, and then adding coarse and fine aggregates and a cementing material into a stirrer for stirring to obtain a finished product. The invention has the advantages that: 1. the grading of the admixture particles is optimized, and the performance and the later strength of the concrete are effectively improved; 2. the silica fume is prepared into the composite admixture, so that the transportation is convenient; 3. the proportion of the admixture in the concrete is large, and the admixture can be accurately metered in the preparation process; 4. the admixture can be uniformly dispersed in the concrete in the process of preparing the concrete and stirring, so that the quality stability of the high-performance concrete is ensured.)
技术领域
本发明属于混凝土材料领域，具体涉及一种加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用。
背景技术
硅灰是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。它是工业冶炼中的副产物，整个过程需要用除尘环保设备进行回收，硅灰平均粒径在0.1～0.3μm，比表面积为20000m2/kg左右，容重为200～250kg/m3，因为质量比较轻，还需要用加密设备进行加密。加密硅灰是干燥、蓬松的原状(未加密)硅灰进行致密化处理后的产品。这些产品密度大，运输经济。它们可以像硅酸盐水泥或混凝土工厂的粉煤灰一样被处理。加密的过程可以极大的减少原状硅灰的体积。
硅灰颗粒较小能够填充胶凝材料颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体。在高性能混凝土中掺入适量的硅灰，可起到作用：(1)提高混凝土强度等级，混凝土强度能够达到C100以上；(2)具有保水，防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用；(3)在混凝土应用中可降低成本，提高混凝土耐久性。硅灰是高强高性能混凝土必备的材料。
现有的使用硅灰制备高性能混凝土技术方法，是在商混站的搅拌机中依次投入粗细骨料、水泥、硅灰、掺合料、水和外加剂，拌制混凝土后，将混凝土放料到混凝土罐车，运输到工地泵送应用，整个拌制时间30-40s左右。
现有技术的存在不足：(1)硅灰颗粒较小，吸附性高，分散性较差，硅灰在输送到商混站的储存罐时，输送时间较长，降低工作效率；(2)硅灰用量占胶凝材料质量的5-8％，用量较少，输送性能差，硅灰的计量难以确保准确，校准时间较长，影响混凝土的质量。(3)硅灰在制备高性能混凝土中短时间内(30-40s)难以拌制均匀，硅灰分散不均匀，作用难以发挥，影响高性能混凝土的质量。
如何克服上述不足，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用，有效增强混凝土的工作性能和强度，提高混凝土的强度和耐久性。
为达到上述目的，本发明的一种加密硅灰复合掺合料，所述复合掺合料的原料包括：加密硅灰、石灰石、锰渣、镍渣，各原料按照质量百分比计为：加密硅灰15-25％，石灰石40-60％，锰渣10-20％，镍渣15-20％。
优选地，所述复合掺合料各原料的质量百分比为：加密硅灰15％，石灰石60％，锰渣10％，镍渣15％。
优选地，所述复合掺合料各原料的质量百分比为：加密硅灰18％，石灰石55％，锰渣10％，镍渣17％。
优选地，所述复合掺合料各原料的质量百分比为：加密硅灰25％，石灰石40％，锰渣15％，镍渣20％。
优选地，所述复合掺合料各原料的质量百分比为：加密硅灰25％，石灰石40％，锰渣20％，镍渣15％。
进一步地，所述的加密硅灰复合掺合料在高性能混凝土中的应用，步骤如下：
1)复合掺合料的粉磨制备：按质量百分比称量各原料，然后将原料输入磨机中进行粉磨，物料在磨机内粉磨时间为20-30min，控制复合掺合料细度45um筛余15+2％；
2)将复合掺合料通过储存罐运输到商混站后，往搅拌机中投入粗细骨料、胶凝材料进行搅拌，其中复合掺合料在胶凝材料中的质量百分比为30-50％，搅拌时间：60-120s，即得混凝土成品。
优选地，所述步骤1)中，粉磨过程中，对出磨的复合掺合料进行化学分析，根据检测出磨物料成分，实时调整加密硅灰的下料速度，确保加密硅灰在复合掺合料中计量的准确性。
优选地，所述步骤2)中，胶凝材料包括复合掺合料、水泥、水、外加剂。
本发明的实质性特点及显著进步是：
本发明的加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用，具有以下有益效果：
(1)复合掺合料中，石灰石易磨性好、细粉多、比例大，目的主要是与加密硅灰充分地混匀，另外可以改善混凝土的流动性能；锰渣和镍渣的易磨性差、粗颗粒较多、颗粒之间的空隙大，加密硅灰能够填充在颗粒之间空隙中。复合掺合料颗粒级配优化，有效改善混凝土的性能和后期强度。
(2)复合掺合料在粉磨过程中，硅灰本身的球状颗粒起到助磨作用提高台时，提产在5％以上。在粉磨过程中，加密硅灰能够不但与石灰石细粉相互填充、分散均匀，并且加密硅灰能够填充在锰渣和镍渣颗粒之间的空隙中，整个掺合料的级配分布优化，有利于提高混凝土的工作性能和强度，提高混凝土的强度和耐久性。另外加密硅灰入磨后，颗粒更加圆润，加密硅灰的水化作用更加明显，同样提高混凝土耐久性。
(3)解决了加密硅灰颗粒较小、分散性差、流速慢，导致运输性能差的问题。加密硅灰制备成复合掺合料，便于进行运输。
(4)解决硅灰直接在混凝土中应用难以计量准确，造成混凝土质量波动问题。复合掺合料在混凝土中胶凝材料的比例30--50％，比例较大，制备混凝土过程中能够准确计量。
(5)解决加密硅灰分散性差，硅灰在制备混凝土时，短时间内难以搅拌均匀问题。复合掺合料中各种原料混合均匀，在制备混凝土搅拌过程中，能够均匀分散在混凝土中，确保高性能混凝土质量稳定。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
一、实施例
1)复合掺合料的粉磨制备：
按质量百分比称量各原料，其中加密硅灰18％，石灰石55％，锰渣10％，镍渣17％。
然后将原料输入磨机中进行粉磨，物料在磨机内粉磨时间为20-30min，控制复合掺合料细度45um筛余15+2％。粉磨过程中，对出磨的复合掺合料进行化学分析，根据检测出磨物料成分，实时调整加密硅灰的下料速度，确保加密硅灰在复合掺合料中计量的准确性。
2)将复合掺合料通过储存罐运输到商混站后，往搅拌机中投入粗细骨料、胶凝材料进行搅拌，其中复合掺合料在胶凝材料中的质量百分比为30-50％，搅拌时间：60-120s，即得混凝土成品。
其中，胶凝材料包括复合掺合料、水泥、水、外加剂。
二、对比实验
加密硅灰直接使用和复合掺合料在C60混凝土试验数据对比如下：
其中，复合掺合料各原料的质量百分比为：加密硅灰18％，石灰石55％，锰渣10％，镍渣17％。
从以上数据可以看出，采用本发明将加密硅灰使用在混凝土中后，混凝土的工作性能和力学性能明显提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。