專利名稱：：一種有磷渣粉的預拌混凝土的制作方法
技術領域：
：本發明屬于使用部分廢料作為混凝土摻合料的混凝土，涉及一種有磷渣粉的預拌混凝土。
背景技術：
：磷渣是電爐制取黃磷過程中產生的一種工業廢渣，在用電爐法制取黃磷時，所得到的以硅酸鈣為主要成分的熔融物，經淬冷，即為粒化電爐磷渣，簡稱磷渣，每生產It黃磷約排放810t磷渣。磷渣的化學成分、主要由Si02和CaO組成，磷渣中的其他成分取決于所用磷礦石的品質及生產工藝，通常含有A1203量為2.5%-5%(重量％，后同)，Fe203為0.2%-2.5%,Mg0為0.5%-5%,P205為_5%，F為0-2.5%。急冷的磷漁玻璃體含量達75%-98%，另外潛在礦物相為假硅灰石、槍晶石及少量的磷灰石，這些晶體中有磷酸鈣、假硅灰石、石英，還有少量的硅酸三鈣和硅酸二鈣的存在。現有技術中，磷渣的利用較少，大量磷渣的排放既占用了大量的土地，又會對環境造成污染，而且磷渣中的磷等有害成分會在雨水的沖淋下滲入地下，造成土壤及地下水污染、危害人類健康。
發明內容本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，通過將工業廢漁——磷渣粉作為混凝土摻合料部分取代水泥，提供一種有磷渣粉的預拌混凝土，從而變廢為寶、化害為利。本發明的內容是一種有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是組成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、減水劑(以固含量計，后同)0.5-20份、引氣劑0-0.5份、保水劑0-0.02份、粗集料50-17000份、細集料20-9000份、以及水100-300份。本發明的內容中所述的有磷渣粉的預拌混凝土的組成和重量配比較好的是包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、減水劑0.5-6份、引氣劑0.02-0.5份、保水劑0.001-0.02份、粗集料600-1700份、細集料200-900份、以及水165-185份。本發明的內容中所述水泥可以是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰質硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥等膠凝材料。本發明的內容中所述磷渣粉可以是經過任何工藝粉碎所得到的任何比表面積的磷渣粉；所述磷渣粉比表面積可以為50m2/kg-850m7kg；所述磷渣粉的比表面積較好的為300m2/kg-500m2/kg;磷渣粉一般是由烘干至水分小于(重量％)的磷渣、通過磨機粉磨而成。本發明的內容中所述粉煤灰是45ym篩余不大于45%的粉煤灰；所述粉煤灰較好的是45i!m篩余小于12%的一級粉煤灰。本發明的內容中所述減水劑可以是木質素磺酸鹽減水劑、萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑(即萘系減水劑)、多環芳烴磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、氨基磺酸鹽減水劑或聚羧酸系減水劑中的一種或兩種以上的混合物。本發明的內容中所述引氣劑可以是木材樹脂酸鹽、合成洗滌劑、磺化木質素的鹽類、石油酸鹽類、蛋白質的鹽類(例如三萜皂苷引氣劑)、脂肪酸或樹脂酸及其鹽類、有機硅化合物類、磺酸烴的有機鹽類等中的一種或兩種以上的混合物。本發明的內容中所述保水劑可以是聚乙烯醇、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酰胺、黃原膠、明膠、糊精、木糖醇母液、動物膠、淀粉醚等中的一種或兩種以上的混合物。本發明的內容中所述粗集料可以是表觀密度為200_3500kg/m3的任何天然或人造的的卵石、碎石或陶粒等集料；所述粗集料較好的是連續級配、最大粒徑小于31.5mm、表觀密度為1700-3500kg/m3的卵石或碎石。本發明的內容中所述細集料是表觀密度為200_3500kg/m3，細度模數為1_5的天然或人工砂；所述細集料較好的是表觀密度為1700-3500kg/m3，細度模數為1.5-3的天然或人工砂。本發明的內容中所述的有磷渣粉的預拌混凝土，在有特殊要求時，可添加各類混凝土早強劑、緩凝劑、膨脹劑、防水劑、阻銹劑等其他混凝土外加劑。本發明的內容中所述水為符合JGJ63《混凝土用水標準》規定的拌合用水。所述有磷渣粉的預拌混凝土，其制備方法依據國標GBT14902《預拌混凝土》的規定制備。與現有技術相比，本發明具有下列特點和有益效果(1)采用本發明，由于磷渣的自硬性較低，而在水泥水化產生的Ca(0H)2激發下，磷渣玻璃體結構被破壞，相當數量的Si-o鍵和A1-0鍵斷裂，硅酸根離子及鋁酸根離子溶出，生成水化硅酸鈣及水化硫鋁酸鈣，表現出較強的火山灰活性；另外，溶出的磷酸根離子，與Ca(0H)2反應生成羥基磷灰石，吸附在水泥顆粒表面，增加了其原有水化產物薄膜的不透水性，阻礙水化的進行，從而引起硅酸鹽水泥的緩凝；因此磷渣用作混凝土摻合料，可以大幅度降低混凝土的水化熱和絕熱溫升，降低混凝土的彈性模量，提高混凝土極限拉伸值，強度增長率大，并能夠明顯改善其耐久性；(2)本發明將工業廢漁——磷渣粉作為混凝土摻合料部分取代水泥摻入預拌混凝土，降低了水泥用量，且利用了磷渣的緩凝特性，降低了混凝土的膠凝材料成本及混凝土外加劑的制造成本，同時充分發揮了磷渣的特性；變廢為寶，化害為利，具有顯著的經濟和社會效益；(3)本發明產品制備工藝簡單，工序簡便，容易操作，實用性強。具體實施例方式下面給出的實施例擬以對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員根據上述本發明的內容對本發明作出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。實施例1一種有磷渣粉的預拌混凝土，其a、混凝土原材料混凝土中采用普通硅酸鹽42.5R水泥，一級粉煤灰(45ym篩余小于12%)及比表面積為380m2/kg磷渣粉(等重量替代50%水泥后，標準稠度用水量下的終凝時間為8小時50分鐘)為膠凝組分；采用最大粒徑19.0mm，連續粒級，表觀密度2670kg/m3的卵石及表觀密度2625kg/m3的中砂為集料；采用萘系減水劑、三萜皂苷引氣劑及黃原膠為保水劑復配成外加劑。b、混凝土的重量配合比水泥粉煤灰磷渣粉水卵石中砂萘系減水劑三萜皂苷引氣劑黃原膠=250758018010907302.50.20.008。c、混凝土制備方法按配合比稱取膠凝材料、集料、水及外加劑。將外加劑溶解于拌合水中，然后將膠凝材料及集料加入攪拌機(強制式單臥軸混凝土攪拌機HJW-60型)中攪拌20s，之后加入溶解了外加劑的拌合水，繼續攪拌時間100s。以此配方生產C25預拌混凝土，工作性能良好，1小時后塌落度仍能保持在160mm以上，一天強度達10MPa，28天之后強度為33MPa。實施例2一種有磷渣粉的預拌混凝土，其a、混凝土原材料混凝土中采用普通硅酸鹽42.5R水泥，一級粉煤灰(45ym篩余小于12%)及比表面積為450m2/kg磷渣粉(等重量替代50%水泥后，標準稠度用水量下的終凝時間為33小時20分鐘)為膠凝組分；采用最大粒徑19.0mm,連續粒級，表觀密度2670kg/m3的卵石及表觀密度2625kg/m3的中砂為集料；采用萘系減水劑、三萜皂苷引氣劑及黃原膠為保水劑復配成外加劑。b、混凝土的重量配合比水泥粉煤灰磷渣粉水卵石中砂萘系減水劑三萜皂苷引氣劑黃原膠=290754017510907302.50.20.008。d、混凝土制備方法按配合比稱取膠凝材料、集料、水及外加劑。將外加劑溶解于拌合水中，然后將膠凝材料及集料加入攪拌機(強制式單臥軸混凝土攪拌機HJW-60型)中攪拌20s，之后加入溶解了外加劑的拌合水，繼續攪拌時間100s。以此配方生產C35預拌混凝土，工作性能良好，1小時后塌落度仍能保持在150mm以上，一天強度達lOMPa，28天之后強度為45MPa，比同替代量的摻S75礦渣粉混凝土強度高5MPa。實施例3一種有磷渣粉的預拌混凝土，其a、混凝土原材料混凝土中采用普通硅酸鹽42.5R水泥，一級粉煤灰(45ym篩余小于12%)及比表面積為350m2/kg磷渣粉(等重量替代50%水泥后，標準稠度用水量下的終凝時間為5小時40分鐘)為膠凝組分；采用最大粒徑19.0mm，連續粒級，表觀密度2670kg/m3的卵石及表觀密度2625kg/m3的中砂為集料；采用萘系減水劑、三萜皂苷引氣劑及黃原膠為保水劑復配成外加劑。b、混凝土的重量配合比水泥粉煤灰磷渣粉水卵石中砂萘系減水劑三萜皂苷引氣劑黃原膠=200759017510907302.50.20.008。d、混凝土制備方法按配合比稱取膠凝材料、集料、水及外加劑。將外加劑溶解于拌合水中，然后將膠凝材料及集料加入攪拌機(強制式單臥軸混凝土攪拌機HJW-60型)中攪拌20s，之后加入溶解了外加劑的拌合水，繼續攪拌時間100s。以此配方生產C25預拌混凝土，工作性能良好，1小時后塌落度仍能保持在150mm以上，一天強度達lOMPa，28天之后強度為34MPa，比同替代量的摻S75礦渣粉混凝土強度高2MPa。實施例4一種有磷渣粉的預拌混凝土，其組成和重量配比包括水泥120份、磷渣粉10份、粉煤灰0份、萘系減水劑0.5份、三萜皂苷引氣劑0.02份、黃原膠0.001份、粗集料卵石600份、細集料中砂200份、以及水165份。實施例5一種有磷渣粉的預拌混凝土，其組成和重量配比包括水泥500份、磷渣粉250份、粉煤灰120份、萘系減水劑6份、三萜皂苷引氣劑0.5份、黃原膠0.02份、粗集料卵石1700份、細集料中砂900份、以及水185份。實施例6一種有磷渣粉的預拌混凝土，其組成和重量配比包括水泥250份、磷渣粉130份、粉煤灰60份、萘系減水劑3份、三萜皂苷引氣劑0.25份、黃原膠0.01份、粗集料卵石900份、細集料中砂500份、以及水175份。實施例7一種有磷渣粉的預拌混凝土，其組成和重量配比包括水泥180份、磷渣粉100份、粉煤灰20份、萘系減水劑2份、三萜皂苷引氣劑0.1份、黃原膠0.009份、粗集料卵石800份、細集料中砂300份、以及水170份。實施例8:一種有磷渣粉的預拌混凝土，其組成和重量配比包括水泥400份、磷渣粉150份、粉煤灰80份、萘系減水劑4份、三萜皂苷引氣劑0.3份、黃原膠0.015份、粗集料卵石1200份、細集料中砂800份、以及水180份。實施例9一種有磷渣粉的預拌混凝土，其組成和重量配比包括水泥330份、磷渣粉150份、粉煤灰70份、萘系減水劑5份、三萜皂苷引氣劑0.4份、黃原膠0.013份、粗集料卵石1000份、細集料中砂500份、以及水175份。實施例10-18一種有磷渣粉的預拌混凝土，其包括的組成和重量配比見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述實施例4-18中所述磷渣粉的比表面積可以為50m2/kg-850m7kg、較好的為300m2/kg-450m2/kg，該磷渣粉較好的由烘干至水分小于(重量％)的磷渣、通過球磨機粉磨而成；所述粗集料可以是表觀密度為200-3500kg/m3的任何天然或人造的的卵石、碎石或陶粒等集料，較好的是連續級配、最大粒徑小于31.5mm、表觀密度為1700_3500kg/m3的卵石或碎石；所述細集料是表觀密度為200-3500kg/m3，細度模數為1_5的天然或人工砂，較好的是表觀密度為1700-3500kg/m3，細度模數為1.5-3的天然或人工砂。上述實施例4-18中所述預拌混凝土的制備方法依據國標GBT14902《預拌混凝土》的規定制備。本
發明內容所述及上述實施例中，所述水泥可以是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰質硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥等膠凝材料；例如重慶騰輝地維水泥有限公司生產的42.5R普通硅酸鹽水泥、或重慶拉法基水泥有限公司生產的42.5R普通硅酸鹽水泥、或四川雙馬水泥有線公司生產的42.5R普通硅酸鹽水泥；本
發明內容所述及上述實施例中，所述粉煤灰是45ym篩余不大于45%的粉煤灰，較好的是45i!m篩余小于12%的一級粉煤灰；例如四川省江油市青蓮鎮提供的一級破碎粉煤灰、或成都廣川實業有限公司提供的二級粉煤灰；本
發明內容所述及上述實施例中，所述磷渣可以是四川省眉山市廣益磷化工有限公司、四川省攀枝花市川投化學工業(集團)有限公司、成都廣川實業有限公司什邡分公司、或綿陽啟明星磷化工有限公司提供的工業廢漁——磷渣；本
發明內容所述及上述實施例中，所述減水劑可以是木質素磺酸鹽減水劑、萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑(即萘系減水劑)、多環芳烴磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、氨基磺酸鹽減水劑或聚羧酸系減水劑中的一種或兩種以上的混合物；所述萘系減水劑可以是四川柯帥外加劑有限公司生產的KS-20低濃型萘系高效減水劑(干粉)、主要成分為萘磺酸鹽甲醛縮合物，或四川三三科技有限責任公司生產的SSFDN-SP萘系高效減水劑低濃(干粉)、主要成分為0-萘磺酸鈉甲醛縮合物，或江蘇博特新材料有限公司生產的SBTJM_B型萘系高效減水劑；本
發明內容所述及上述實施例中，所述引氣劑可以是木材樹脂酸鹽、合成洗滌劑、磺化木質素的鹽類、石油酸鹽類、蛋白質的鹽類(如三萜皂苷引氣劑)、脂肪酸或樹脂酸及其鹽類、有機硅化合物類、磺酸烴的有機鹽類、等中的一種或兩種以上的混合物；所述三萜皂苷引氣劑可以是四川柯帥外加劑有限公司生產的三萜皂苷引氣劑，或浙江常山縣綠圣生物科技有限責任公司生產的SJ型三萜皂甙混凝土引氣劑，或江蘇省新沂市飛皇化工有限公司生產的TC-R引氣劑、其主要成份為天然的三萜皂甙；本
發明內容所述及上述實施例中，所述保水劑可以是聚乙烯醇、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酰胺、黃原膠、明膠、糊精、木糖醇母液、動物膠、淀粉醚等中的一種或兩種以上的混合物；所述保水劑黃原膠可以是山東阜豐發酵有限公司生產的黃原膠、或河南鄭州世紀百川食品配料有限公司生產的黃原膠、或河南鄭州新天原化工有限公司生產的黃原膠。上述實施例中，所述水為符合JGJ63《混凝土用水標準》規定的拌合用水。上述有磷渣粉的預拌混凝土，在有特殊要求時，可添加各類混凝土早強劑、緩凝劑、膨脹劑、防水劑、阻銹劑等其他混凝土外加劑。本發明不限于上述實施例，本
發明內容所述均可實施并具有所述良好效果。權利要求一種有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是組成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、減水劑0.5-20份、引氣劑0-0.5份、保水劑0-0.02份、粗集料50-17000份、細集料20-9000份、以及水100-300份。2.按權利要求1所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是組成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、減水劑0.5_6份、引氣劑0.02-0.5份、保水劑0.001-0.02份、粗集料600-1700份、細集料200-900份、以及水165-185份。3.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述水泥是硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰質硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥。4.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述磷渣粉是經過粉碎得到的磷渣粉。5.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述粉煤灰是45i!m篩余不大于45%的粉煤灰。6.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述減水劑是木質素磺酸鹽減水劑、萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、多環芳烴磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、氨基磺酸鹽減水劑或聚羧酸系減水劑中的一種或兩種以上的混合物。7.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述引氣劑是木材樹脂酸鹽、合成洗滌劑、磺化木質素的鹽類、石油酸鹽類、蛋白質的鹽類、脂肪酸或樹脂酸及其鹽類、有機硅化合物類、磺酸烴的有機鹽類中的一種或兩種以上的混合物。8.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述保水劑是聚乙烯醇、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酰胺、黃原膠、明膠、糊精、木糖醇母液、動物膠、淀粉醚中的一種或兩種以上的混合物。9.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述粗集料是表觀密度為200-3500kg/m3的天然或人造的的卵石、碎石或陶粒集料。10.按權利要求1或2所述的有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是所述細集料是表觀密度為200-3500kg/m3，細度模數為1_5的天然或人工砂。全文摘要一種有磷渣粉的預拌混凝土，其特征是組成和重量配比包括水泥120-500份、磷渣粉10-250份、粉煤灰0-120份、減水劑0.5-20份、引氣劑0-0.5份、保水劑0-0.02份、粗集料50-17000份、細集料20-9000份、以及水100-300份。本發明將工業廢渣——磷渣粉作為混凝土摻合料部分取代水泥摻入預拌混凝土、降低了水泥用量，利用磷渣的緩凝特性、降低混凝土的膠凝材料成本及混凝土泵送劑的制造成本，同時充分發揮磷渣的特性，降低混凝土的水化熱和絕熱溫升，降低混凝土的彈性模量，提高混凝土極限拉伸值，強度增長率大，耐久性明顯改善；變廢為寶，化害為利。文檔編號C04B18/04GK101798207SQ20101014008公開日2010年8月11日申請日期2010年4月7日優先權日2010年4月7日發明者盧忠遠,李三霞,楊奉源,焦雷申請人:西南科技大學