一種凝石混凝土管材的製造方法
2023-05-25 07:24:11 2
專利名稱：一種凝石混凝土管材的製造方法
技術領域：
本發明用凝石代替傳統水泥製造各種輸水混凝土管材，屬於混凝土製品領域。
背景技術：
「凝石」是清華大學孫恆虎教授等發明的一種以固體廢棄物為主要原料製備的水硬性膠凝材料。這種膠凝材料在許多場合可以代替水泥使用，但在許多條件下又與水泥有著不用的性能。中國專利(申請號02158190)「凝石二元化溼水泥及其用途」公開了凝石「二元化」溼水泥及其包裝、運輸、儲存、使用和應用方法屬於混凝土與水泥製造技術領域，其中凝石「二元化」溼水泥由「陰體(主體)」和「陽體」(配體)組成，它們是細度為比表面積(2800～7500)cm2/g的、與少量調節劑及與水組成的漿體、膏體或溼粉狀形態的無機膠凝材料；主體部分在生產、包裝、運輸、儲存、使用直至應用的全過程中始終是溼態物料，而配體部分則可以是溼態或乾粉物料。使用時，把「陰體」和「陽體」混合即可。凝石「二元化」溼水泥在從生產到使用的全過程中，幾乎不生產粉塵、SO2、NOx、CO2，從根本上解決了傳統水泥工業的汙染、耗能和成本等方面的大難題，有利於工業生產的可持續發展。它的原料主要來自各類礦渣、煤渣和天然礦物。凝石「二元化」溼水泥可用於取代傳統水泥，且比傳統水泥有更廣泛的用途，使用於建築、交通、水利、礦井充填、支護、路基加固等。
CN1415567A公開了凝石及其生產技術仍在不斷地完善改進。目前該技術已可以實現「二元幹法」生產，即所出廠的產品可以像水泥一樣單組分包裝或散裝車運輸。CN1415567A專利雖然也公開了採用凝石製備混凝土的用途，但沒有包括凝石混凝土管材的生產工藝的細節。由於凝石膠凝材料的特別性能，其在製造混凝土管材過程中的工藝控制，和所得混凝土管材的性能也有別於傳統的水泥混凝土。
發明內容
本發明的目的是用凝石膠凝材料取代傳統矽酸鹽水泥使混凝土管材的製造成本大幅度下降，性能顯著提高。凝石採用強度等級為32.5、42.5或52.5的普通凝石，用量為250～480kg/m3混凝土。砂採用河砂或海砂或山砂或尾礦，細度模數1～3.35，用量為400-700kg/m3混凝土，石子採用碎石或卵石，用量為900-1200kg/m3混凝土，骨料的壓碎指標值10～30，最大直徑為0.5～5cm，選取骨料最大直徑的原則是骨料的最大直徑小於管材厚度的1/5，水灰比在0.25～0.40。在拌合混凝土時還要根據氣溫條件摻入早強型高效減水劑。減水劑的摻量為凝石重量的0.1～2.5％，當日平均溫度高於20℃時可不摻減水劑。凝石混凝土的攪拌時間為3～4分鐘。製造凝石混凝土管材除了上述主要原材料外，還使用佔凝石重量0～50％的粉煤灰來代替凝石，不但能夠降低造價，還可抑制粘模。但隨著粉煤灰取代量的增加，凝石混凝土管材的強度也逐漸降低。
凝石混凝土管材的成型採用目前在水泥混凝土管材製造行業已廣泛採用的「懸輥法」，鋼筋的配置方法也與「懸輥法」生產水泥混凝土管材時相同。將拌合好的凝石混凝土餵入固定有鋼筋網架並已開機旋轉的鋼製模具。餵料時應連續餵至預定厚度，中斷餵料旋轉1～2分鐘後再繼續餵料直至壓實的混凝土高出檔圈2～3mm，此段時間持續6～10分鐘。餵料結束後再淨輥2～6分鐘，以便進一步壓實和製造出光滑的內表面。當所採用的水灰比低於0.35時，特別是在乾旱炎熱的季節，在淨輥階段應在內表面噴灑佔凝石重量0.1～5％的水。懸輥機在餵料階段的轉速為500～900轉/分鐘，在淨輥階段的轉速為1000～1400轉/分鐘。懸輥結束後，成型好的凝石混凝土管材應當在成型場地附近進行帶模靜養，靜養時間為1～5小時，靜養溫度不低於15℃。經靜養後的凝石混凝土管材被帶模吊入蒸養池，蒸養溫度為60～100℃，時間為9～18小時。升溫的過程控制為30～60℃為1～2小時，60～100℃為2～5小時，100℃保溫4～7小時。從100℃降至30℃的時間為1～5小時。當所生產的管材為薄壁小管時取下限(如生產內徑小於Φ500mm的混凝土管材)，當所生產的管材為厚壁大管時(如生產內徑大於Φ1000mm的混凝土管材)取上限。
蒸養工序結束後脫掉鋼模，將脫模後的凝石混凝土管材再在5℃以上的自然溫度下溼養護，養護15～28天可作為產品出售。對於北方寒冷地區，冬天生產時需採取一定的保溫措施進行溼養護，以保證養護溫度在5℃以上。
附圖1為凝石混凝土管材的生產工藝流程圖。
參照附圖1，先製作鋼筋骨架，同時清理模具和塗刷隔離劑，然後使鋼筋骨架就位，並進行模具組裝，把鋼筋骨架組裝進模具內。模具組裝完成後把配製成的混凝土拌合物攪拌均勻後邊輥壓邊餵入模具，並經過淨輥定型工序後進行靜養和蒸養，蒸養完成後進入脫模工序，脫模完成後再進行自然溫度下的溼養護。
本發明的有益結果在於(1)與使用傳統水泥相比，膠凝材料的成本可下降30％以上；(2)當膠凝材料的用量相同時，凝石混凝土管材的強度比水泥混凝土管材提高了30-120％；(3)使用凝石膠凝材料代替水泥製造混凝土管材，不但成本下降，性能提高，還有凝石膠凝材料本身的生產過程比生產水泥更能利廢、節能和節約資源，因此可促進環保事業和循環經濟的發展。
具體實施例方式
實施例1凝石採用強度等級為42.5普通凝石，用量為300kg/m3混凝土，粉煤灰採用二級粉煤灰，用量為150kg/m3混凝土。砂採用河砂，細度模數2.2，用量為600kg/m3混凝土。石子採用碎石，用量為1100kg/m3混凝。骨料的壓碎指標值18，最大直徑為3.8cm，水灰比3.2。在拌合混凝土時還要UNF-5早強型高效減水劑的摻量為凝石重量的0.5％，日平均氣溫為15℃。凝石混凝土的攪拌時間為3分鐘。
將拌合好的凝石混凝土餵入固定有鋼筋網架並已開機旋轉的鋼製模具。餵料時應連續餵至預定厚度，中斷餵料旋轉1分鐘後再繼續餵料直至壓實的混凝土高出檔圈3mm，此段時間持續8分鐘。餵料結束後再淨輥5分鐘，以便進一步壓實和製造出光滑的內表面。在淨輥階段應在內表面噴灑佔凝石重量0.5％的水。懸輥機在餵料階段的轉速為700轉/分鐘，在淨輥階段的轉速為1200轉/分鐘。懸輥結束後，成型好的凝石混凝土管材應當在成型場地附近進行帶模靜養，靜養時間為2小時，靜養溫度為18℃。經靜養後的凝石混凝土管材被帶模吊入蒸養池，蒸養溫度為90℃，升溫加保溫時間為9小時。升溫的過程控制為30～60℃為2小時，60～90℃為3小時，90℃保溫4小時。從90℃降至30℃的時間為3小時。當所生產的凝石混凝土管材尺寸為內徑Φ800mm，長2000mm，壁厚48mm。
蒸養工序結束後脫掉鋼模，將脫模後的凝石混凝土管材再在日均溫度18℃的自然溫度下溼養護，養護15天後作為產品出售。
所製備的凝石混凝土管材具有如下性能表1實施例1凝石混凝土管材性能
實施例2凝石採用強度等級為42.5普通凝石，用量為400kg/m3混凝土，粉煤灰採用二級粉煤灰，用量為50kg/m3混凝土。砂採用海砂，細度模數1.2，用量為500kg/m3混凝土。石子採用碎石，用量為1200kg/m3混凝土。骨料的壓碎指標值18，最大直徑為3.8cm，水灰比2.8。在拌合混凝土時還要UNF-5早強型高效減水劑的摻量為凝石重量的1.5％，日平均氣溫為15℃。凝石混凝土的攪拌時間為3分鐘。
將拌合好的凝石混凝土餵入固定有鋼筋網架並已開機旋轉的鋼製模具。餵料時應連續餵至預定厚度，中斷餵料旋轉1分鐘後再繼續餵料直至壓實的混凝土高出檔圈3mm，此段時間持續8分鐘。餵料結束後再淨輥5分鐘，以便進一步壓實和製造出光滑的內表面。在淨輥階段應在內表面噴灑佔凝石重量0.5％的水。懸輥機在餵料階段的轉速為700轉/分鐘，在淨輥階段的轉速為1200轉/分鐘。懸輥結束後，成型好的凝石混凝土管材應當在成型場地附近進行帶模靜養，靜養時間為2小時，靜養溫度為18℃。經靜養後的凝石混凝土管材被帶模吊入蒸養池，蒸養溫度為90℃，升溫加保溫時間為13小時。升溫的過程控制為30～60℃為3小時，60～90℃為4小時，90℃保溫6小時。從90℃降至30℃的時間為3小時。當所生產的凝石混凝土管材尺寸為內徑Φ800mm，長2000mm，壁厚48mm。
蒸養工序結束後脫掉鋼模，將脫模後的凝石混凝土管材再在日均溫度18℃的自然溫度下溼養護，養護15天後作為產品出售。
所製備的凝石混凝土管材具有如下性能表2實施例2凝石混凝土管材性能
實施例3凝石採用強度等級為32.5普通凝石，用量為400kg/m3混凝土，粉煤灰採用二級粉煤灰，用量為50kg/m3混凝土。砂採用山砂，細度模數2.8，用量為700kg/m3混凝土。石子採用卵，用量為1000kg/m3混凝土。骨料的壓碎指標值15，最大直徑為5.8cm，水灰比2.8。在拌合混凝土時還要UNF-5早強型高效減水劑的摻量為凝石重量的1.5％，日平均氣溫為12℃。凝石混凝土的攪拌時間為3分鐘。
將拌合好的凝石混凝土餵入固定有鋼筋網架並已開機旋轉的鋼製模具。餵料時應連續餵至預定厚度，中斷餵料旋轉1分鐘後再繼續餵料直至壓實的混凝土高出檔圈3mm，此段時間持續8分鐘。餵料結束後再淨輥5分鐘，以便進一步壓實和製造出光滑的內表面。在淨輥階段應在內表面噴灑佔凝石重量0.5％的水。懸輥機在餵料階段的轉速為700轉/分鐘，在淨輥階段的轉速為1400轉/分鐘。懸輥結束後，成型好的凝石混凝土管材應當在成型場地附近進行帶模靜養，靜養時間為2小時，靜養溫度為16℃。經靜養後的凝石混凝土管材被帶模吊入蒸養池，蒸養溫度為90℃，升溫加保溫時間為13小時。升溫的過程控制為30～60℃為3小時，60～90℃為4小時，90℃保溫6小時。從90℃降至30℃的時間為3小時。當所生產的凝石混凝土管材尺寸為內徑Φ600mm，長2000mm，壁厚43mm。
蒸養工序結束後脫掉鋼模，將脫模後的凝石混凝土管材再在日均溫度12℃的自然溫度下溼養護，養護15天後作為產品出售。
所製備的凝石混凝土管材具有如下性能表3實施例3凝石混凝土管材性能
實施例4
凝石採用強度等級為52.5普通凝石，用量為350kg/m3混凝土，粉煤灰採用三級磨細粉煤灰，磨細後的比表面積為560m2/Kg，用量為100kg/m3混凝土。砂採用磁鐵石英巖型鐵礦的尾礦砂，用量為500kg/m3混凝土，細度模數1.9。石子採用碎石，用量為1200kg/m3混凝土。骨料的壓碎指標值17，最大直徑為3.8cm，水灰比2.8。在拌合混凝土時還要UNF-5早強型高效減水劑的摻量為凝石重量的1.5％，日平均氣溫為13℃。凝石混凝土的攪拌時間為4分鐘。
將拌合好的凝石混凝土餵入固定有鋼筋網架並已開機旋轉的鋼製模具。餵料時應連續餵至預定厚度，中斷餵料旋轉2分鐘後再繼續餵料直至壓實的混凝土高出檔圈3mm，此段時間持續6分鐘。餵料結束後再淨輥6分鐘，以便進一步壓實和製造出光滑的內表面。在淨輥階段應在內表面噴灑佔凝石重量0.8％的水。懸輥機在餵料階段的轉速為800轉/分鐘，在淨輥階段的轉速為1300轉/分鐘。懸輥結束後，成型好的凝石混凝土管材應當在成型場地附近進行帶模靜養，靜養時間為1小時，靜養溫度為14℃。經靜養後的凝石混凝土管材被帶模吊入蒸養池，蒸養溫度為90℃，升溫加保溫時間為15小時。升溫的過程控制為30～60℃為3小時，60～90℃為5小時，90℃保溫6小時。從90℃降至30℃的時間為3小時。當所生產的凝石混凝土管材尺寸為內徑Φ1000mm，長2000mm，壁厚48mm。
蒸養工序結束後脫掉鋼模，將脫模後的凝石混凝土管材再在日均溫度13℃的自然溫度下溼養護，養護15天後作為產品出售。
所製備的凝石混凝土管材具有如下性能表4實施例4凝石混凝土管材性能
權利要求
1.一種凝石混凝土管材的製造方法，其特徵在於凝石採用強度等級為32.5、42.5或52.5的普通凝石，用量為250～480kg/m3混凝土。砂採用河砂或海砂或山砂或尾礦，細度模數1～3.35，用量為500-700kg/m3混凝土。石子採用碎石或卵石，用量為900-1200kg/m3混凝土。骨料的壓碎指標值10～30，最大直徑為0.5～5cm，選取骨料最大直徑的原則是骨料的最大直徑小於管材厚度的1/5，水灰比在0.25～0.40。在拌合混凝土時還要根據氣溫條件摻入早強型高效減水劑。減水劑的摻量為凝石重量的0.1～2.5％，當日平均溫度高於20℃時可不摻減水劑。凝石混凝土的攪拌時間為3～4分鐘。製造凝石混凝土管材除了上述主要原材料外，還使用佔凝石重量0～50％的粉煤灰來代替凝石。
2.如權利要求1所述的一種凝石混凝土管材的製造方法，其特徵在於凝石混凝土管材的成型採用目前在水泥混凝土管材製造行業已廣泛採用的「懸輥法」，鋼筋的配置方法也與「懸輥法」生產水泥混凝土管材時相同。
3.如權利要求1所述的一種凝石混凝土管材的製造方法，其特徵在於將拌合好的凝石混凝土餵入固定有鋼筋網架並已開機旋轉的鋼製模具。餵料時應連續餵至預定厚度，中斷餵料旋轉1～2分鐘後再繼續餵料直至壓實的混凝土高出檔圈2～3mm，此段時間持續6～10分鐘。餵料結束後再淨輥2～6分鐘，以便進一步壓實和製造出光滑的內表面。當所採用的水灰比低於0.35時，特別是在乾旱炎熱的季節，在淨輥階段應在內表面噴灑佔凝石重量0.1～5％的水。懸輥機在餵料階段的轉速為500～900轉/分鐘，在淨輥階段的轉速為1000～1400轉/分鐘。
4.如權利要求1所述的一種凝石混凝土管材的製造方法，其特徵在於懸輥結束後，成型好的凝石混凝土管材應當在成型場地附近進行帶模靜養，靜養時間為1～5小時，靜養溫度不低於15℃。經靜養後的凝石混凝土管材被帶模吊入蒸養池，蒸養溫度為60～100℃，時間為9～18小時。升溫的過程控制為30～60℃為1～2小時，60～100℃為2～5小時，100℃保溫4～7小時。從100℃降至30℃的時間為1～5小時。當所生產的管材為薄壁小管時取下限(如生產內徑小於Φ500mm的混凝土管材)，當所生產的管材為厚壁大管時(如生產內徑大於Φ1000mm的混凝土管材)取上限。
5.如權利要求1所述的一種凝石混凝土管材的製造方法，其特徵在於蒸養工序結束後脫掉鋼模，將脫模後的凝石混凝土管材再在5℃以上的自然溫度下溼養護，養護15～28天可作為產品出售，對於北方寒冷地區，冬天生產時需採取一定的保溫措施進行溼養護，以保證養護溫度在5℃以上。
6.如權利要求1所述的一種凝石混凝土管材的製造方法，其特徵在於凝石混凝土管材的生產工藝流程為先製作鋼筋骨架，同時清理模具和塗刷隔離劑，然後使鋼筋骨架就位，並進行模具組裝，把鋼筋骨架組裝進模具內。模具組裝完成後，把混凝土拌合物攪拌均勻，然後邊輥壓邊餵入模具，並經過淨輥定型工序後進行靜養和蒸養，蒸養完成後進入脫模工序，脫模完成後再進行自然溫度下的溼養護。最後進行成品檢驗和堆場。
全文摘要
一種凝石混凝土管材的製造方法，本發明用凝石代替傳統水泥製造各種輸水混凝土管材，屬於混凝土製品領域。採用強度等級為32.5、42.5或52.5的普通凝石，用量為250～480kg/m
文檔編號C04B14/06GK1944325SQ20061008685
公開日2007年4月11日 申請日期2006年6月21日 優先權日2006年6月21日
發明者徐躍峰, 徐維瑞 申請人:北京藍資凝石科技有限公司