锂云母渣掺合料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种锂云母渣掺合料及其制备方法与应用，所述锂云母渣掺合料由锂云母渣和硅藻土制备而成。所述掺合料制备工艺包括105℃低温干燥工艺、300℃高温干燥工艺和粉磨工艺。本发明专利技术的优点在于使用大量锂云母渣和硅藻土混合作为混凝土掺合料代替水泥，能制备出C30～C60不同强度的绿色高性能混凝土，其后期抗压强远大于普通混凝土，最大提升幅度高达46.64%。抗酸雨腐蚀性能显著，质量损失率只为普通混凝土的51.3%和34.3%，混凝土抗压强度损失率较低，平均抗压强度是普通混凝土的1.23倍，后期抗酸雨能力比较明显，中性化深度只为普通混凝土的57.5%。同时锂云母渣混凝土具有高抗碳化性能，劈裂抗拉强度也有提高，锂云母渣混凝土氯离子渗透性非常低。

【技术实现步骤摘要】
锂云母渣掺合料及其制备方法与应用
本专利技术涉及建筑材料类，尤其是一种锂云母渣掺合料及其制备方法与应用。
技术介绍
随着现代工业的飞速发展，环境污染日益加剧，现存的建筑结构都遭受着酸雨、二氧化碳大气污染，海水氯离子侵蚀等危害，影响了结构的正常使用和服役寿命，因此寻找一种高性能混凝土成为了亟需问题。高性能混凝土应具有高强度和高耐久性，不仅能满足混凝土力学性能，也具有抵抗环境污染和侵蚀的耐久性。而水泥是形成混凝土的必备品，从而寻找一种环保又高强的水泥基材料替代水泥成为了一种方向。锂云母渣是制备碳酸锂产生的工业废渣，具有很好的火山灰活性、微集料效应和填充效应的特性。随着锂盐工业的发展，锂云母渣(简称锂渣)的排放量与日俱增，目前我国锂渣综合利用率极低，造成了锂渣大量堆存，浪费资源，污染环境。为了提高综合利用率和资源的二次利用，可以充分利用锂渣的特性将其作为掺合料，同时为了保证混凝土有更好的性能，利用多掺法，可将锂云母渣和硅藻土混合作为掺合料取代水泥，配制绿色高性能混凝土。这样可以更大程度的利用来源广泛价格低廉的锂云母渣，解决工业废渣的处理利用问题，节约能源、减少环境污染，同时能够配制高性能混凝土，提高混凝土抵抗环境侵害危害的耐久性，恢复建筑结构的正常使用和服役寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是以锂云母渣和硅藻土混合作为掺合料，提供一种锂云母渣掺合料制备绿色高性能混凝土的方法及掺合料制备工艺，该方法制备的锂云母渣混凝土不仅能提高混凝土的强度，还能显著提高混凝土在腐蚀环境下的耐久性(抗酸雨、碳化腐蚀和抗氯离子渗透)，增强混凝土的结构服役寿命，也能使锂云母渣变废为宝，降低水泥用量、减少碳排放、保护环境，达到经济效益和环保效益。本专利技术的另外两目的是提供该锂云母渣掺合料的制备方法和应用。本专利技术的技术方案为：一种锂云母渣掺合料，该锂云母渣掺合料包括锂云母渣和硅藻土，各原料所占重量比例为：锂云母渣95％～100％，硅藻土粉0～5％；所述的锂云母渣是利用锂辉石高温煅烧生产碳酸锂而产生的工业废渣，经烘干磨细，烘干后的含水率小于1％，其活性SiO2含量大于70％，比表面积为400～1000m2/Kg。所述的硅藻土是选用符合国家标准的市售的经处理且杂质含量小的硅藻土粉，将其烘干磨细，烘干后的含水率小于1％，比表面积为400～1000m2/Kg。所述掺合料中锂云母渣原渣含水量大、结块严重、性能低，为了充分发挥其无定形sio2活性，需进行加工处理。一种锂云母渣掺合料的制备方法，其步骤：(1)原料选取：a.选取锂云母渣，选用锂辉石高温煅烧生产碳酸锂而产生的工业废渣，原渣含水量大、结块严重，其活性SiO2含量大于70％；b.选取硅藻土粉，选用符合国家标准的市售的经处理且杂质含量小的硅藻土粉；(2)低温干燥工艺：将锂云母渣和硅藻土粉分别放置在105℃干燥箱中干燥24h，以去除锂云母渣和硅藻土粉中的游离水分，使硅藻土粉烘干后的含水率小于1％。所述的105℃干燥箱是电热-鼓风恒温干燥箱，数字控温，可任意在0～299℃设定温度，温度精度为±1℃；(3)高温干燥工艺：将上述经低温干燥的锂云母渣从105℃干燥箱中取出，并将干燥后的结块轻轻敲碎成粉状，然后在300℃干燥箱中干燥2h，以去除锂云母渣中的结合水，使干燥后的锂云母渣含水率小于1％。所述的300℃干燥箱是马弗炉，指针表和数字控温，定额温度1800℃；(4)粉磨工艺：按各原料所占质量比例为：锂云母渣95％～100％，硅藻土粉0～5％，分别称取预制的锂云母渣和硅藻土粉，置入水泥球磨机内粉磨2h，将磨细粉经45μm方孔筛测定细度，筛余<12％(范围分布为5.1％～11.68％)，比表面积测定为400～1000m2/Kg，将不同筛余量细度的磨细粉混合均匀，得到本专利技术的掺合料，即锂云母渣掺合料。一种锂云母渣掺合料的应用，锂云母渣掺合料制备绿色高性能混凝土，所述的绿色高性能混凝土的各组分按质量百分比计，原料配比：水泥9.48％～18.99％，锂云母渣掺合料1.40％～6.33％，砂子28.67％～36.12％，石子42.41％～43.28％，高效减水剂0.71％～1.85％，水7.22％～7.37％。其中所述水泥为普通硅酸盐水泥，42.5级。所述锂云母渣掺合料是按上述的锂云母渣掺合料制备工艺所得，等量取代水泥，掺量为胶凝材料质量的10％～40％，最佳掺量为20％，比表面积为400～1000m2/Kg。所述砂子为河砂，中砂，细度模数为2.8，含泥量0.5％。所述石子为碎石，连续级配5～25mm，含泥量1％、压碎值7.0％、针片状颗粒12％，表观密度2670kg/m3。所述高效减水剂为聚羧酸盐高效减水剂，固含量19.8％，减水率为20％～27％，建议掺量范围为胶凝材料总质量的0.7％～1.85％。一种锂云母渣掺合料的应用，其制备绿色高性能混凝土的方法步骤：(1)原料选取：a.水泥，选取市售的符合国家标准的42.5级普通硅酸盐水泥，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO；b.锂云母渣掺合料，选用按上述的锂云母渣掺合料制备工艺所得掺合料，活性SiO2含量大于70％，含水率小于1％，等量取代水泥，取代率为胶凝材料质量的10％～40％，其主要成分为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3、Na2O和K2O其中SiO2和Al2O3占83％以上。c.粗细骨料，选取市售的符合标准GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》和GB/T14684-2011《建筑用砂》的河砂中砂，细度模数为2.8，含泥量0.5％和连续级配5～25mm的碎石，含泥量1％，清洗烘干后备用；d.高效减水剂，选用聚羧酸盐高效减水剂，经过试配调整，得到减水剂的掺量范围为胶凝材料总质量的0.7％～1.85％，减水率为20％～27％。(2)按各原料所占质量百分比：水泥9.48％～18.99％，锂云母渣掺合料1.40％～6.33％，砂子28.67％～36.12％，石子42.41％～43.28％，高效减水剂0.71％～1.85％，水7.22％～7.37％；分别称取预制的锂云母渣掺合料、水泥、粗细骨料、高效减水剂和水，先将称好的减水剂和水混合均匀，然后将称好的水泥、锂云母渣掺合料、细骨料和减水剂混合水倒入搅拌机中，搅拌机转速为45r/min，搅拌60s后，将粗骨料碎石投入到搅拌机，搅拌60s；将拌好的混凝土倒出，即得本专利技术的混凝土。本专利技术的优点：(1)本专利技术采用工业废弃物锂云母渣为原材料，成本低廉、来源广泛，掺合料的加工工艺简单，使用方便，有利于工业化生产和推广应用。不仅实现资源二次利用，降低成本，而且在一定程度上推动现代混凝土行业实现绿色低碳、可持续发展，为社会带来了明显的经济和环境效益。(2)本专利技术的锂云母渣掺合料在混凝土中的最适宜掺量为胶凝材料总质量的0～40％，最优掺量为20％，不仅能取代水泥也能取代常用掺合料，提高混凝土强度，解决目前粉煤灰、矿物掺合料的高价短缺现象。(3)利用锂云母渣掺合料制备绿色高性能混凝土的配制方法，能制备出C30～C60不同强度的混凝土，后期抗压强远大于普通混凝土，最大提升幅度高达46.64％。(4)锂云母渣掺合料制备的绿色高性能混凝土，能充分利用锂云母渣和硅藻土的sio2活性，显著提高混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂云母渣掺合料，其特征在于：该锂云母渣掺合料包括锂云母渣和硅藻土，各原料所占重量比例为：锂云母渣95％～100％，硅藻土粉0～5％；所述的锂云母渣是利用锂辉石高温煅烧生产碳酸锂而产生的工业废渣，经烘干磨细，烘干后的含水率小于1％，其活性SiO2含量大于70％，比表面积为400～1000m2/Kg；所述的硅藻土是选用符合国家标准的市售的硅藻土粉，将其烘干磨细，烘干后的含水率小于1％，比表面积为400～1000m2/Kg。

【技术特征摘要】
1.一种锂云母渣掺合料，其特征在于：该锂云母渣掺合料包括锂云母渣和硅藻土，各原料所占重量比例为：锂云母渣95％～100％，硅藻土粉0～5％；所述的锂云母渣是利用锂辉石高温煅烧生产碳酸锂而产生的工业废渣，经烘干磨细，烘干后的含水率小于1％，其活性SiO2含量大于70％，比表面积为400～1000m2/kg；所述的硅藻土是选用符合国家标准的市售的硅藻土粉，将其烘干磨细，烘干后的含水率小于1％，比表面积为400～1000m2/kg；所述锂云母渣掺合料的制备方法，其步骤：(1)原料选取：a.选取锂云母渣，选用锂辉石高温煅烧生产碳酸锂而产生的工业废渣，其活性SiO2含量大于70％；b.选取硅藻土粉，选用符合国家标准的市售的硅藻土粉；(2)低温干燥工艺：将锂云母渣和硅藻土粉分别放置在105℃干燥箱中干燥24h，以去除锂云母渣和硅藻土粉中的游离水分，使硅藻土粉烘干后的含水率小于1％；(3)高温干燥工艺：将上述经低温干燥的锂云母渣从105℃干燥箱中取出，并将干燥后的结块轻轻敲碎成粉状，然后在300℃干燥箱中干燥2h，以去除锂云母渣中的结合水，使干燥后的锂云母渣含水率小于1％；(4)粉磨工艺：按各原料所占质量比例为：锂云母渣95％～100％，硅藻土粉0～5％，分别称取预制的锂云母渣和硅藻土粉，置入水泥球磨机内粉磨2h，将磨细粉经45μm方孔筛测定细度，筛余范围分布为5.1％～11.68％，比表面积测定为400～1000m2/kg，将不同筛余量细度的磨细粉混合均匀，得到锂云母渣掺合料。2.一种锂云母渣掺合料的应用，其特征在于：锂云母渣掺合料制备绿色高性能混凝土，所述的绿色高性能混凝土的各组分按质量百分比计，原料配比：水泥9.48％～18.99％，锂云母渣掺合料1.40％～6.33％，砂子28.67％～36.12％，石子42.41％～43.28％，水7.22％～7.37％，占胶凝材料总质量0.7％～1.85％的高效减水剂；其中所述水泥为普通硅酸盐水泥，42.5级；所述锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开成，毕丽苹，陈梦成，方苇，黄财林，黄宏，聂行，阳翌舒，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36