超细改性磷渣粉及混凝土用超细复合掺合料制造技术

本发明专利技术公开了一种超细改性磷渣粉及混凝土用超细复合掺合料，属于混凝土掺合料生产技术领域，所述超细改性磷渣粉由磷渣与改性剂按质量配比95～99：1～5混合粉磨至比表面积为600～650m

【技术实现步骤摘要】
超细改性磷渣粉及混凝土用超细复合掺合料
本专利技术涉及混凝土掺合料生产
，特别涉及超细改性磷渣粉及混凝土用超细复合掺合料。
技术介绍
近年来，随着国家及社会的迅速发展，各类工民建筑、市政工程的数量及质量要求日渐提高，各种各样的施工要求及施工环境对混凝土的性能需求也日益复杂，因此，提升混凝土生产技术使其匹配日益复杂的性能需求十分必要。混凝土掺合料是为了改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能改善混凝土性能的粉状矿物质。目前，我国的优质矿物掺合料主要有I级、II级粉煤灰、S95级矿粉、硅灰，但上述掺合料在混凝土中的应用仍有缺陷，如粉煤灰存在水化初期活性低问题，相应的导致混凝土早期强度低，易碳化，冻融环境下表皮易脱落等缺陷；矿粉易使混凝土拌合物泌水，同时增大混凝土收缩和开裂风险；硅灰水化热高，需水量大，也会增大混凝土开裂风险；其他如钢渣、锂渣、石粉、磷渣等均有如易磨程度差、安定性不良、需水量高、活性低、缓凝等不同缺陷，在掺合料中的利用率及利用量均较低。中国专利号CN201910626467.X公开了一种钛矿渣粉-磷渣粉复合掺合料及其制备方法和应用方法，所述复合掺合料按照质量分数计算，包括如下组分：矿渣粉10～30份，含钛矿渣粉10～30份，磷渣粉20～40份，硅灰15～40份，激发剂1～5份；矿渣粉是水淬高炉矿渣粉；磷渣粉是粒化电炉磷渣粉。但是上述掺合料中含有磷渣，磷渣经粉磨后，会释放出大量的可溶性P，极易与周围的钙离子离子作用，形成类似磷酸钙的结构，进而在磷渣颗粒表面形成具有羟基磷灰石结构，导致水化受阻，从而引起缓凝，而凝结时间延长会导致混凝土早期强度略低，因此该专利技术需要较长的时间才能达到较高的强度。而为提高磷渣活性、消除磷渣中有害成分影响，近十年来人们进行了大量研究。中国专利号CN201610873506.2公开了一种改性活化磷渣、制备方法及改性活化磷渣水泥和混凝土改性活化磷渣包括：活性剂和磷渣；活性剂和磷渣质量比为0.5～1:10；磷渣中的水分小于磷渣重量2％；活性剂组分的重量比为：电石渣50～70份，硫酸铝渣：0～40份，赤泥：0～40份，高铝粉煤灰：0～30，石膏：20～30份，无水硫铝酸钙矿物：0～30份。该专利技术虽然一定程度上消除了P2O5的影响，但是仅能消除磷渣表面的P2O5，对磷渣颗粒内部的P2O5去除效果有限；其次，改性活化磷渣的原料电石渣、赤泥等原材料中含有大量的氧化钙，会给混凝土体积稳定性带来一定隐患，使得混凝土后期强度的增长受到抑制。
技术实现思路
本专利技术的目的针对上述现存技术问题，开发出一种超细改性磷渣粉，并提供了一种含有该超细改性磷渣粉的混凝土用超细复合掺合料；本专利技术通过消石灰粉、硫酸铝和异辛醇协同作用，可有效固化磷渣中的可溶性P，经改性处理之后磷渣中的可溶性P降至0.5％以下，消除了磷渣的缓凝特性，并极大的提升磷渣的反应活性；使得该超细改性磷渣粉能够制备性能较优的混凝土用超细复合掺合料。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超细改性磷渣粉，由磷渣与改性剂按质量配比95～99：1～5混合粉磨至比表面积为600～650m2/kg，于干燥环境中均化并静置1d后所得；所述改性剂由消石灰粉、硫酸铝及异辛醇组成，所述消石灰粉、硫酸铝与异辛醇按质量配比计为1：1～4：0.05～0.2。采用上述的技术方案：超细粉磨的过程能使磷渣含有的大量玻璃体中的Si-O、Al-O键发生断裂，使其更具反应活性，可促进水化进程，提升磷渣的胶凝活性；但磷渣经超细粉磨虽活性(特别是后期活性)得到大幅提高，但随着粉体颗粒的破碎，也会释放出大量可溶性P(P2O5)，而这类物质对水泥基材料有较强的缓凝作用，最终会导致超细磷渣掺合料初期活性过低。因此，需使用改性剂固化磷渣中的P2O5。改性剂中的消石灰粉和硫酸铝与磷渣共粉磨时，将超细磷渣粉表层可溶性P2O5固化生成磷酸钙、磷酸铝等，使可溶性P对水泥基材料的缓凝效应大幅降低；异辛醇则在共同粉磨的过程中渗入粉体微孔内，在粉磨的高温环境下与粉体内部未固化的P2O5反应生成酯化物，进一步提升改性剂的固磷效率，使得磷渣中的可溶性P含量降低至0.5％以下。即，通过粉磨和改性剂处理，消除了磷渣的缓凝特性，能够促进超细改性磷渣粉早期水解，改善磷渣的胶凝活性。进一步的，由磷渣与改性剂按质量配比97:3混合粉磨至比表面积600～650m2/kg，并于干燥环境中均化并静置1d后所得；所述改性剂由消石灰粉、硫酸铝及异辛醇组成，所述消石灰粉、硫酸铝与异辛醇按质量配比计为1：2：0.1。改性剂中，消石灰粉和硫酸铝含量过高，一方面在粉磨过程中反应生成的磷酸钙、磷酸铝等沉积在超细磷渣粉表面，可能堵塞超细磷渣粉的微孔，影响其内部的可溶性P的固化，降低固化效率，另一方面，固磷成分的提高势必降低活性组分磷渣粉的含量，进而降低超细改性磷渣粉及超细复合掺合料水化活性。而改性剂含量过低，将导致超细磷渣粉表层的可溶性P反应不完全，降低固化效率，因此优选所述消石灰粉、硫酸铝与异辛醇按质量配比计为1：1～2：0.05～0.2，在该质量配比范围内，超细改性磷渣粉表层和内部的可溶性P均可以得到良好的固化，更优选所述消石灰粉、硫酸铝与异辛醇按质量配比计为1：2：0.1。一种混凝土用超细复合掺合料，包括以下重量份组分：超细改性磷渣粉35～45份、改性火山灰质材料45～55份、超细填充组分3～6份、激活剂0～7.2份、保水剂0～1.8份。采用上述的技术方案：磷渣具有的大量无定形态的玻璃体，可在水泥基材料中与水泥水化生成的氢氧化钙发生二次水化，生成凝胶类水化产物，为硬化水泥石提供较高强度，经超细化处理能够大幅提高其后期水化活性，而经过改性处理又最大限度去除了可溶性P，有效改善了超细磷渣粉的缓凝效应，因而能够作为高活性掺合料。火山灰质材料具有一定的火山灰活性，可与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶等水化产物。而经超细粉磨至1000m2/kg以上后，胶凝活性大幅提高，能够与超细改性磷渣粉一同为水泥基材料提供强度保障。超细填充组分纳米活性碳酸钙的掺入，能够发挥填充密实作用，改善混凝土拌合物性能，并增大混凝土密实程度；同时，还能够发挥加速效应，促进水泥矿物C3S的初期水化，增加水泥基材料早期强度。激活剂磷石膏，经水洗及高温煅烧后，对水泥基材料的缓凝效果大为减弱，其含有的石膏成分能够激发磷渣及火山灰质材料的胶凝活性，达到增强水泥基材料强度的效果。保水剂聚丙烯酸钠是一种保水性良好的粉末状化工产品，将其掺入掺合料中，能够减少混凝土中水分的散失，为其提供较好的初期养护效果。进一步的，包括以下重量份组分：超细改性磷渣粉40份、改性火山灰质材料49份、超细填充组分5份、激活剂4.8份、保水剂1.2份。进一步的，所述改性火山灰质材料为炉渣与铝渣以质量配比9:1混合粉磨至比表面积大于1000m2/kg后，使用占比火山灰质材料总质量0.5％的钛酸酯偶联剂进行表面改性所得。火山灰质材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超细改性磷渣粉，其特征在于，由磷渣与改性剂按质量配比95～99：1～5混合粉磨至比表面积为600～650m

【技术特征摘要】
1.一种超细改性磷渣粉，其特征在于，由磷渣与改性剂按质量配比95～99：1～5混合粉磨至比表面积为600～650m2/kg，于干燥环境中均化并静置1d后所得；
所述改性剂由消石灰粉、硫酸铝及异辛醇组成，所述消石灰粉、硫酸铝与异辛醇按质量配比计为1：1～4：0.05～0.2。


2.如权利要求1所述的超细改性磷渣粉，其特征在于，由磷渣与改性剂按质量配比97:3混合粉磨至比表面积600～650m2/kg，并于干燥环境中均化并静置1d后所得；
所述改性剂由消石灰粉、硫酸铝及异辛醇组成，所述消石灰粉、硫酸铝与异辛醇按质量配比计为1：2：0.1。


3.含有权利要求1所述的超细改性磷渣粉的混凝土用超细复合掺合料，包括以下重量份组分：超细改性磷渣粉35～45份、改性火山灰质材料45～55份、超细填充组分3～6份、激活剂0～7.2份、保水剂0～1.8份。


4.如权利要求3所述的混凝土用超细复合掺合料，其特征在于，包括以下重量份组分：超细改性磷渣粉40份、改性火山灰质材料49份、超细填充组分5份、激活剂4.8份、保水剂1.2份。


5.如权利要求3所述的混凝土用超细复合掺合料，其特征在于，所述改性火山灰质材料为炉渣与铝渣以质量配比9:1混合粉磨至比表面积大于1000m2/kg后，使用占比火山灰质材料总质量0.5％的钛酸酯偶联剂进行表面改性所得。


6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪宪坤，肖蓟，刘勇，王海龙，程福星，万鹏程，
申请(专利权)人：武汉三源特种建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42