一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，以大宗工业固废为原材料，将水泥熟料、大宗工业固废和助磨添加剂按照一定质量比进行配制，再以一定进料速率从磨头连续加入粉磨装置，开启粉磨装置进行粉磨加工，磨尾以与进料速率相同的速率出料，得到矿物掺合料成品，即为商品混凝土用矿物掺合料。本发明专利技术以水泥熟料、大宗工业固废为原材料，通过粉磨加工技术，将低火山灰活性的原材料加工成高火山灰活性的矿物掺合料，提升大宗工业固废的性能和应用价值，具有很好的环保效益和经济效益。具有很好的环保效益和经济效益。具有很好的环保效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种矿物掺合料的制备方法，具体为一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，属于商品混凝土的生产技术应用领域。

技术介绍

[0002]商品混凝土是把混凝土的生产过程，从原材料选择、配合比设计、外加剂与矿物掺合料的选用、混凝土的拌制等一系列工序从施工现场集中到搅拌站，实现混凝土生产由粗放型生产向集约化大生产转变。商品混凝土具有自动化程度高、生产效率高、质量稳定性好、环保性好等方面的优点，是国内混凝土行业发展的趋势和方向。
[0003]商品混凝土由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂拌合而成。随着天然砂石资源的匮乏以及环保政策、碳排放和碳达峰等政策的落实，人工砂石骨料和再生骨料等在商品混凝土中大规模推广应用，这些混凝土原材料在黏土含量、硫酸盐含量、石粉含量、颗粒粒径和颗粒级配等方面存在缺陷，容易导致拌和混凝土出现泌水、跑浆等和易性问题。使用矿粉、粉煤灰、微珠和硅灰等具有火山灰活性的粉体材料，作为水泥原材料或者作为胶凝材料部分替代水泥，研究其在混凝土和易性、力学性能和耐久性等方面应用成为一种趋势。
[0004]韩建国等《矿物掺合料和化学外加剂对胶凝材料浆体的流变参数的影响[J],2021,54(10):56
‑
63》研究表明，胶凝材料浆体可近似看做Bingham流体，胶凝材料浆体的流变性能调控通常涉及水胶比、矿物掺合料、化学外加剂三大因素。在降低浆体的屈服应力和塑形粘度的效果方面，粉煤灰、矿粉、硅灰、石英粉、粉煤灰微珠等粉体材料等体积替代部分水泥好于等质量替代部分水泥。
[0005]段承钢等《复掺高性能矿物掺合料对高强机制砂混凝土性能的影响[J],2021,40(7):2296
‑
2305》研究表明，微珠和S105矿粉均能够有效减小高强机制砂混凝土的干燥收缩，更进一步地，微珠和S105矿粉在适当范围内增加能显著提升高强机制砂混凝土的抗压强度。在保证混凝土和易性和干燥收缩性能良好的条件下，相比于单掺S105矿粉，S105矿粉与不同矿物掺合料双掺对于提高后期强度有更显著的作用。
[0006]中国专利CN103342489B报道了一种有脱硫渣和水玻璃构成的掺合料，替代10％～20％的水泥，在混凝土中作为一种微细填料，填充于水泥颗粒之间，从而在一定程度上改善混凝土的抗渗性、抗冻性、耐久性和抗压强度。
[0007]中国专利CN112225482A报道了由硅灰、尾矿掺合料、石灰石粉以及二水石膏混合而成的矿物掺合料，替代粉煤灰加入混凝土，能够提升混凝土的保水性，使混凝土从生产到施工都能保持良好的流动性。
[0008]中国专利CN107555896A和中国专利CN107986643A分别报道了使用水玻璃或者石膏与钢渣和粉煤灰复配的矿物掺合料，对混凝土的早期和后期养护活性具有一定的提升效果。
[0009]综上所述，使用矿粉、粉煤灰、微珠和硅灰等粉体材料作为矿物掺合料，在混凝土中作为胶凝材料替代部分水泥，具有改善商品混凝土的和易性、力学性能和耐久性的效果。
更进一步地，矿物掺合料替代部分水泥作为胶凝材料，显著减少了混凝土中的水泥用量，降低了水泥行业能耗和二氧化碳排放，有助于国内的碳排放和碳达峰政策的实施。
[0010]然而，目前的工作主要集中在矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料的应用性能研究，对于矿物掺合料的组成成分变化、细度、比表面积、粒径分布和中值粒径(D
50
)等对矿物掺合料工作性能、常温养护活性和常温养护强度的研究工作较少。此外，粉煤灰质量波动较大；硅灰需水量大；微珠在常温养护混凝土中的和易性改善效果较为明显，但是养护活性类似于粉煤灰。需要对矿物掺合料的复配和粉磨加工技术进行深入研究，改善矿物掺合料的工作性能、养护活性和质量稳定性。
[0011]基于此，急需研发一种以大宗固废为原材料、制备简单、质量波动小、常温养护活性高、经济性好的商品混凝土用矿物掺合料的制备方法。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的就在提供一种以大宗固废为原材料、制备简单、质量波动小、常温养护活性高、经济性好的商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，具体一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法。
[0013]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，以大宗工业固废为原材料，将水泥熟料、大宗工业固废和助磨添加剂按照一定质量比进行配制，再以一定进料速率从磨头连续加入粉磨装置，开启粉磨装置进行粉磨加工，磨尾以与进料速率相同的速率出料，得到矿物掺合料成品，即为商品混凝土用矿物掺合料；
[0014]所述大宗工业固废包括具有火山灰活性的主要原材料和激发火山灰活性的辅助原材料；
[0015]所述水泥熟料、主要原材料和辅助原材料的质量百分比为(5％～15％):(80％～90％):(5％～10％)；
[0016]所述助磨添加剂包括市售早强聚羧酸减水剂和醇胺酯化物，所述早强聚羧酸减水剂和所述醇胺酯化物的质量比为(1～2):1；
[0017]所述助磨添加剂的用量为水泥熟料、大宗工业固废的总质量的0.05％～0.15％。
[0018]优选地，所述水泥熟料为市售水泥熟料，以粘土、石灰石和铁矿石烧制而成，形状为不规则颗粒状。
[0019]优选地，所述主要原材料包括矿渣、锂渣、原灰、粗灰、二级灰、一级灰、硅灰、沸石粉中的一种或者几种混合物，所述辅助原材料，包括碱性钙质原材料和含硫酸盐原材料，按照任意质量百分比配制而成。
[0020]优选地，所述碱性钙质原材料包括石灰石、氢氧化钙、硝酸钙、电石渣中的一种，所述含硫酸盐原材料包括石膏石、石膏粉、脱硫石膏、磷石膏、明矾石粉中的一种。
[0021]优选地，所述醇胺酯化物包括三乙醇胺马来酸酐单酯、二乙醇单异丙醇胺马来酸酐单酯、三异丙醇胺马来酸酐单酯、三乙醇胺磷酸单酯、二乙醇单异丙醇胺磷酸单酯、三异丙醇胺磷酸单酯中的一种。
[0022]优选地，所述商品混凝土用矿物掺合料比表面积在600～1000m2/Kg；细度≤4％；中值粒径(D
50
)在3～10μm；28d胶砂标养活性达到S95矿粉水平。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，在
以下方面具有明显优势：
[0024](1)本专利技术以水泥熟料、大宗工业固废为原材料，通过粉磨加工技术，将低火山灰活性的原材料加工成高火山灰活性的矿物掺合料，提升大宗工业固废的性能和应用价值，具有很好的环保效益和经济效益。
[0025](2)本专利技术使用碱性钙质原材料和含硫酸盐钙质原材料作为辅助原材料，不仅对水泥等具有火山灰活性的原材料具有碱激发和硫酸盐激发效果，而且不含钠、钾离子等碱离子，避免矿物掺合料中碱离子超标导致混凝土泛碱和耐久性问题。
[0026](3)本专利技术使用市售早强聚羧酸减水剂与醇胺酯化物作为助磨添加剂，早强聚羧酸减水剂在矿物掺合料中具有减水、早强和辅助助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，其特征在于：以大宗工业固废为原材料，将水泥熟料、大宗工业固废和助磨添加剂按照一定质量比进行配制，再以一定进料速率从磨头连续加入粉磨装置，开启粉磨装置进行粉磨加工，磨尾以与进料速率相同的速率出料，得到矿物掺合料成品，即为商品混凝土用矿物掺合料；所述大宗工业固废包括具有火山灰活性的主要原材料和激发火山灰活性的辅助原材料；所述水泥熟料、主要原材料和辅助原材料的质量百分比为(5％～15％):(80％～90％):(5％～10％)；所述助磨添加剂包括市售早强聚羧酸减水剂和醇胺酯化物，所述早强聚羧酸减水剂和所述醇胺酯化物的质量比为(1～2):1；所述助磨添加剂的用量为水泥熟料、大宗工业固废的总质量的0.05％～0.15％。2.根据权利要求1所述的一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，其特征在于：所述水泥熟料为市售水泥熟料，以粘土、石灰石和铁矿石烧制而成，形状为不规则颗粒状。3.根据权利要求1所述的一种商品混凝土用矿物掺合料的制备方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：范士敏，牟忠江，张磊，
申请(专利权)人：江苏金木土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：