一种改性花岗岩石粉掺合料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性花岗岩石粉掺合料及其制备方法，所述改性花岗岩石粉掺合料按重量百分比计，其原料包括花岗岩石粉、无机改性剂和助磨剂，其中花岗岩石粉和无机改性剂的质量比例为：花岗岩石粉80～85份，无机改性剂15～20份，二者质量合计100份，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.1～0.3％。本发明专利技术用改性的花岗岩粉末制备掺合料取代部分水泥，既能有效利用机制砂生产过程中产生的花岗岩石粉，减少了花岗岩石粉的浪费，也能部分解决现有混凝土行业矿物掺合料紧缺的局面，而且所得混凝土性能良好，具有较高的经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体废弃物处理与资源化利用
，涉及一种改性花岗岩石粉掺合料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着国家基础建设的推进，市场上对混凝土的需求量急剧增长，现有的常用粉煤灰、矿粉等混凝土掺合料供应日趋紧张，产量越来越难以满足混凝土的需求，而花岗岩资源在我国分布广泛，各种花岗岩石材加工和生产机制砂过程中，会产生大量的花岗岩石粉，这些花岗岩石粉大多被随意堆置，并没有被良好的利用。若能将花岗岩石粉作为掺和料应用到混凝土中，不仅减少了废弃物的堆砌，而且可以解决现有掺合料总量不足的问题，缓解供需矛盾，其价格远远低于矿粉、粉煤灰等常规掺合料，因此成本低，还能就地取材，充分利用当地资源。国内外相关学者的研究表明：(1)花岗岩石粉的掺入可以加速水泥的水化；(2)花岗岩石粉的颗粒形貌主要可以分为形态效应和填充效应，能够提高水泥基材料的流动性。然而，由于花岗岩石粉活性不高，单独掺入时会对水泥基材料的强度产生不利影响。因此，采用适当的方法对花岗岩石粉进行改性处理，提高其活性，对花岗岩石粉的高效利用意义重大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种改性花岗岩石粉掺合料及其制备方法，该方法能够提高花岗岩石粉活性，改善所得混凝土的工作性能(流动度达240-253mm，7d活性指数达63-72％，28d活性指数达79-85％)，极大地提高了工业废弃物花岗岩石粉的利用价值。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：提供一种改性花岗岩石粉掺合料，按重量百分比计，其原料包括花岗岩石粉、无机改性剂和助磨剂，其中花岗岩石粉和无机改性剂的质量比例为：花岗岩石粉80～85份，无机改性剂15～20份，二者质量合计100份，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.1～0.3％。按上述方案，所述花岗岩石粉中SiO2>70wt％，亚蓝值<0.5。按上述方案，所述无机改性剂的制备方法步骤如下：1)将具有活性的氧化物原料混合均匀，按重量百分比计，氧化物原料组成如下：Al2O318～35％，Fe2O35～15％，CaO10～20％，MgO1.2～4.5％，SiO230～50％，SO30.5～3.0％，其中SO3以硫酸盐形式加入；2)将步骤1)所述氧化物原料置于微波场中加热5-6小时，然后将氧化物原料置于高温炉中按1000℃2h、1260℃2h、1450℃3h进行分段煅烧处理，煅烧结束后将氧化物原料取出，在空气中冷却并置于球磨机中粉磨至比表面积>400m2/Kg得到无机改性剂。按上述方案，步骤2)所述微波场的频率为2300-2450MHz。按上述方案，所述助磨剂为三乙醇胺和乙二醇按质量比为2：1得到的混合物。本专利技术还提供上述改性花岗岩石粉掺合料的制备方法，其特征在于步骤如下：将原料按比例混合均匀后置于球磨机中粉磨至45μm筛余≤8％，得到改性花岗岩石粉掺合料。以及基于上述改性花岗岩石粉掺合料得到的砂浆。按上述方案，所述改性花岗岩石粉掺合料质量占水泥总量的20-30％。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术提供的改性花岗岩石粉掺合料具有较高的活性，另外，所得改性花岗岩石粉掺合料的粒度较小，能够有效地填充水泥颗粒的缝隙，因此该掺和料能够有效提高混凝土的工作性能和强度；2)本专利技术用改性的花岗岩粉末制备掺合料取代部分水泥，既能有效利用机制砂生产过程中产生的花岗岩石粉，减少了花岗岩石粉的浪费，也能部分解决现有混凝土行业矿物掺合料紧缺的局面，而且所得混凝土性能良好(流动度达240-253mm，7d活性指数达63-72％，28d活性指数达79-85％)，具有较高的经济价值。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1制备无机改性剂，所用氧化物原料及质量比为：Al2O325％，Fe2O310％，CaO18％，MgO3％，SiO242％，SO3(K2SO4)2％；将上述氧化物原料混合均匀后在频率为2450MHz的微波场中加热5小时，然后按1000℃2h，1260℃2h，1450℃3h进行分段煅烧处理，随后在空气中进行冷却并在球磨机中粉磨至比表面积>400m2/kg，得到无机改性剂。制备改性花岗岩石粉掺合料：将80质量份花岗岩石粉(SiO2含量为75％，亚蓝值是0.4)与20份无机改性剂以及助磨剂(三乙醇胺和乙二醇按质量比为2：1得到的混合物)混合均匀，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.2％，然后置于球磨机中粉磨至45μm筛余为7％，得到改性花岗岩石粉掺合料。参照《GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测试本实施例所得改性花岗岩石粉掺合料的性能，用改性花岗岩石粉掺合料替代30％的水泥，测得所得混凝土的流动度为253mm，7d活性指数为63％，28d活性指数为79％。实施例2制备无机改性剂，所用氧化物原料及质量比为：Al2O330％，Fe2O39％，CaO11％，MgO1.5％，SiO247.5％，SO3(Na2SO4)1％；将上述氧化物原料混合均匀后在频率为2300MHz的微波场中加热5小时，然后按1000℃2h，1260℃2h，1450℃3h进行分段煅烧处理，随后在空气中进行冷却并在球磨机中粉磨至比表面积>400m2/kg，得到无机改性剂。制备改性花岗岩石粉掺合料：将80质量份花岗岩石粉(SiO2含量是80％，亚蓝值是0.4)与20份无机改性剂以及助磨剂(三乙醇胺和乙二醇按质量比为2：1得到的混合物)混合均匀，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.3％，然后置于球磨机中粉磨至45μm筛余为7％，得到改性花岗岩石粉掺合料。参照《GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测试本实施例所得改性花岗岩石粉掺合料的性能，用改性花岗岩石粉掺合料替代30％的水泥，测得所得混凝土的流动度为240mm，7d活性指数为70％，28d活性指数为85％。实施例3制备无机改性剂，所用氧化物原料及质量比为：Al2O335％，Fe2O315％，CaO12.5％，MgO4.5％，SiO230％，SO3(Na2SO4)3％；将上述氧化物原料混合均匀后在频率为2350MHz的微波场中加热5小时，然后按1000℃2h，1260℃2h，1450℃3h进行分段煅烧处理，随后在空气中进行冷却并在球磨机中粉磨至比表面积>400m2/kg，得到无机改性剂。制备改性花岗岩石粉掺合料：将80质量份花岗岩石粉(SiO2含量是83％，亚蓝值是0.4)与20份无机改性剂以及助磨剂(三乙醇胺和乙二醇按质量比为2：1得到的混合物)混合均匀，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.3％，然后置于球磨机中粉磨至45μm筛余为7％，得到改性花岗岩石粉掺合料。参照《GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测试本实施例所得改性花岗岩石粉掺合料的性能，用改性花岗岩石粉掺合料替代30％的水泥，测得所得混凝土的流动度为249mm，7d活性指数为72％，28d活性指数为82％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性花岗岩石粉掺合料，其特征在于，按重量百分比计，其原料包括花岗岩石粉、无机改性剂和助磨剂，其中花岗岩石粉和无机改性剂的质量比例为：花岗岩石粉80～85份，无机改性剂15～20份，二者质量合计100份，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.1～0.3％。

【技术特征摘要】
1.一种改性花岗岩石粉掺合料，其特征在于，按重量百分比计，其原料包括花岗岩石粉、无机改性剂和助磨剂，其中花岗岩石粉和无机改性剂的质量比例为：花岗岩石粉80～85份，无机改性剂15～20份，二者质量合计100份，助磨剂质量占花岗岩石粉和无机改性剂质量之和的0.1～0.3％。2.根据权利要求1所述的改性花岗岩石粉掺合料，其特征在于所述花岗岩石粉中SiO2>70wt％，亚蓝值<0.5。3.根据权利要求1所述的改性花岗岩石粉掺合料，其特征在于所述无机改性剂的制备方法步骤如下：1)将具有活性的氧化物原料混合均匀，按重量百分比计，氧化物原料组成如下：Al2O318～35％，Fe2O35～15％，CaO10～20％，MgO1.2～4.5％，SiO230～50％，SO30.5～3.0％，其中SO3以硫酸盐形式加入；2)将步骤1)所述氧化物原料置于微波场中加热5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相国，徐朋辉，刘卓霖，杨蓉，笪俊伟，蒋文广，任钊锋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42