一种改性白云石粉及其制备方法和混凝土技术

本发明专利技术公开了一种改性白云石粉及其制备方法和混凝土，其由白云石粉98～99％，白云石粉专用促溶剂0.2～0.5％、磷酸二氢盐0.6～1.0％和毛细孔填充剂0.2～0.5％按照质量百分比制成；所述促溶剂为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的一种或多种。通过促进白云石粉表面的溶解、参与水化反应和毛细孔填充三重改性，解决了现有技术中白云石粉混凝土的泌水、强度和耐久性问题，得到的改性白云石粉溶解度好、化学活性高，制备的混凝土强度和密实度高，孔隙率低，且具有优异的耐久性。具有优异的耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种改性白云石粉及其制备方法和混凝土


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种改性白云石粉及其制备方法，还涉及一种含有上述改性白云石粉的混凝土。

技术介绍

[0002]近年来随着水利、交通及各类民用设施建设的迅速发展，混凝土的用量日益增大。目前在混凝土中大量使用且最普及的矿物掺合料为粉煤灰和矿粉。但当前我国的粉煤灰市场逐渐面临资源紧缺和运输距离远的问题，这大大提高了混凝土的制造成本，增加了工程造价。另一方面，当前粉煤灰市场混乱、质量不稳定、以次充好、供应紧缺等问题突出，使混凝土的供应和质量均受到很大的影响。如果大量采用矿粉代替粉煤灰，则会造成混凝土生产企业的成本大幅度增加，且配制的高标号混凝土粘度大、施工效率低等问题。因此，急需寻求一种资源分布广、性能稳定的矿物掺合料替代粉煤灰。
[0003]白云石是我国储量丰富的矿产资源之一，每年白云石开采量超过千万吨。但由于白云石在破碎过程中会产生大量的固体废渣废粉，因此如将白云石的废渣废粉进行改性处理，作为一种混凝土用矿物掺合料使用，则具有资源丰富、成本低廉、能耗低且经济实用等优点，其市场前景广阔。
[0004]有研究指出，白云石粉在水泥胶凝材料体系中主要起到微集料填充作用，对微观结构有一定优化作用。但是，白云石粉应用于混凝土存在以下几个问题：1)白云石粉在水泥基材料中的溶解度极低，很难与水泥发生化学反应，化学活性明显偏低，对水泥混凝土的强度不利，且其掺量越高，混凝土强度下降越显著；2)白云石粉表面光滑，附着的水膜薄，保水性差，配制的混凝土易离析泌水；3)考虑到技术的经济性，白云石粉的改性成本不能使其价格高于粉煤灰等传统矿物掺合料。
[0005]公开号为CN103396026A的中国专利公开了一种用于制备微膨胀或补偿收缩混凝土的白云石复合掺合料的制备方法。该掺合料是将白云石磨细至与硅酸盐水泥基本相同的粒度，再掺入一定当量氧化钠的含碱物质均匀混合而成，提高了掺石粉混凝土抗渗性和抗折强度，但没有提高掺石粉混凝土的抗压强度，且较高掺量的含碱物质可能使混凝土返碱。
[0006]公开号为CN106747090A的中国专利公开了一种改性白云石粉基矿物掺合料，由白云石粉、矿粉、粉煤灰和膨润土混合均匀制成，但吸水膨胀的膨润土在混凝土硬化过程中会逐步失水收缩，将会增加混凝土的收缩；另一方面，矿粉和膨润土的价格远高于白云石粉，且掺量高，因此该改性白云石粉基矿物掺合料的性价比低，限制其推广使用。
[0007]公开号为CN108046621A的中国专利公开了一种煅烧白云石粉的制备方法，使煅烧白云石粉具有较强的化学活性，可作为制备磷酸镁水泥和氯氧镁水泥的主要原材料。但该制备方法能耗高，成本显著高于粉煤灰和粒化高炉矿渣粉的价格。如作为混凝土用矿物掺合料，不具有经济性和实用性。
[0008]因此，针对改性白云石粉的性价比以及白云石粉混凝土易离析泌水和抗压强度不高的问题，有必要开发出一种高保水性的改性白云石粉，其制备工艺简单、成本低，原材料
无毒无害、绿色环保。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种改性白云石粉，通过对白云石粉进行物理和化学双重改性，改善白云石粉表面的粗糙程度和亲水性，且使白云石粉具有一定的水化活性。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]一种改性白云石粉，其由白云石粉98～99％，促溶剂0.2～0.5％、磷酸二氢盐0.6～1.0％和毛细孔填充剂0.2～0.5％按照质量百分比制备而成；
[0012]所述促溶剂为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的一种或多种。
[0013]进一步方案，所述白云石粉的粒径为300～600目。
[0014]本专利技术优选了300～600目的白云石粉，其粒径比水泥小，一方面能增加混凝土的密实程度；另一方面，300～600目的粉磨成本较低，配制的混凝土强度高，相比更细或更粗的白云石粉，300～600目白云石粉的性价比更高。
[0015]更优选的，白云石粉的粒径为600目，使得改性白云石粉的性能最佳。
[0016]进一步方案，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的一种或多种。
[0017]进一步方案，所述毛细孔填充剂为聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁中的一种或多种。
[0018]进一步方案，所述促溶剂、磷酸二氢盐和毛细孔填充剂的质量比为2：6：2。
[0019]本专利技术中使用的促溶剂为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵，是白云石粉专用促溶剂，其可在水中电离出高浓度的SO
42
‑
，而SO
42
‑
可降低白云石中Ca
2+
、Mg
2+
和CO
32
‑
的离子活度，促使Ca
2+
、Mg
2+
和CO
32
‑
在水中的离子浓度增加，进而提高了白云石在水中的溶解度。而白云石粉末的部分溶解将使其非常致密的表面逐渐溶蚀，形成凹凸不平的粗糙表面，进而促进了石粉表面水膜的附着，即白云石粉的保水性得到增加。
[0020]而且Ca
2+
、CO
32
‑
可与水泥中的铝酸三钙C3A(3CaO
·
Al2O3)发生化学反应，Mg
2+
可与磷酸二氢盐(BH2PO4)发生化学反应，如下：
[0021]C3A+CaCO3→
3CaO
·
Al2O3·
CaCO3·
11H2O
[0022]B
+
+H
+
+PO
43
‑
+Mg
2+
→
MgBPO4·
6H2O
[0023]生成的3CaO
·
Al2O3·
CaCO3·
11H2O和MgBPO4·
6H2O在混凝土中有以下作用：一是起到一定的胶凝作用，提高白云石粉混凝土的强度；二是能填充混凝土中的孔隙，阻碍外界侵蚀介质进入混凝土内部，进而提高白云石粉混凝土的耐久性；三是3CaO
·
Al2O3·
CaCO3·
11H2O和MgBPO4·
6H2O是沉淀物，因而上述化学反应式能不断进行，白云石粉的表面也能不断被溶蚀。
[0024]毛细孔填充剂聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁能与水泥的水化产物Ca(OH)2反应生成不溶于水的Al(OH)3或Fe(OH)3胶体，同时还能与水泥中的水化铝酸钙作用，生成具有一定膨胀性的钙矾石晶体。这些胶体和晶体填充了混凝土的毛细通道，从而提高阻碍了外界侵蚀介质进入混凝土内部，进而提高白云石粉混凝土的耐久性。毛细孔填充剂是无机盐，且能参与水泥水化，因而不会降低混凝土的强度。
[0025]优选的，所述白云石粉专用促溶剂、磷酸二氢盐和毛细孔填充剂的质量比为2:6:
2，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性白云石粉，其特征在于：其由白云石粉98～99％，促溶剂0.2～0.5％、磷酸二氢盐0.6～1.0％和毛细孔填充剂0.2～0.5％按照质量百分比制备而成；所述促溶剂为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的改性白云石粉，其特征在于：所述白云石粉的粒径为300～600目。3.根据权利要求2所述的改性白云石粉，其特征在于：所述白云石粉的粒径为600目。4.根据权利要求1所述的改性白云石粉，其特征在于：所述磷酸二氢盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的改性白云石粉，其特征在于：所述毛细孔填充剂为聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建伟，范冬冬，黄海，唐洁，吴成浩，温建峰，唐昱诚，于春松，陈儀涛，姚佳楠，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：