高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂及其制备方法、混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂及其制备方法、混凝土及其制备方法，属于水泥化工领域。所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂包括：废盐和电石渣，所述废盐中至少含有60％的硫酸钠，所述电石渣中至少含有80％的氢氧化钙，所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂用于提升矿井回填的胶凝材料的28天强度，所述胶凝材料中含有至少80％的粉煤灰。本发明专利技术提供的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂成本低廉且对混凝土中胶凝材料的强度提升效果优异。且对混凝土中胶凝材料的强度提升效果优异。

【技术实现步骤摘要】
高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂及其制备方法、混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水泥化工领域，具体涉及一种高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂及其制备方法、混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]现阶段我国能源需求量不断增加，矿山开采力度正在逐渐加大，地底下的空间越大对地质的破坏也就越大，稍有不慎就可能发生坍塌，所以当矿井被开采完了之后就会进行回填，矿山回填是矿业企业实现矿区复垦和生态环保的关键环节之一，具有重要的社会和环境意义。
[0003]中国废弃矿井回填体量巨大，所用混凝土中的胶凝材料主要使用含大量硅酸盐水泥的材料，高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂主要使用醇类或聚羧酸类的外加增强剂，导致达到回填强度要求的混凝土及其增强剂成本高昂，限制了采矿企业回填的意愿。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提出一种高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂及其制备方法、混凝土及其制备方法，旨在解决目前达到回填强度要求的混凝土及其增强剂成本高昂的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂，包括：废盐和电石渣，所述废盐中至少含有60％的硫酸钠，所述电石渣中至少含有80％的氢氧化钙，所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂用于提升矿井回填的胶凝材料的28天强度，所述胶凝材料中含有至少80％的粉煤灰。
[0006]可选地，所述硫酸钠和所述氢氧化钙的质量比为(2:1)～(1:2)。
[0007]为实现上述目的，本专利技术还提出一种混凝土，用于矿井回填，包括被上述的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂处理后的胶凝材料，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和火山灰性质矿物掺合料。
[0008]可选地，所述胶凝材料与所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂的质量比为20:(0.5～2.1)。
[0009]可选地，以重量份计，包括：水泥1～2份、粉煤灰16～19份、废盐0.84～2.5份、电石渣0.75～1.25份，
[0010]所述废盐中至少含有60％的硫酸钠，所述电石渣中至少含有80％的氢氧化钙。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术还提出一种高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂的制备方法，包括以下步骤：干燥废盐与电石渣至含水量≤5％，得到混合物；将所述混合物按比例混合研磨，研磨至所述混合物的颗粒尺寸为200目以上，得到所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂。
[0012]可选地，所述干燥温度为60～80℃。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术还提出一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：将第一原料或第二原料加入搅拌机进行第一次干混，得到第一干料；向所述第一干料中加入集料进行第二次干混，得到第二干料；向所述第二干料中加入第一液体或第二液体搅拌，得到所述混凝土；所述第一原料包括水泥、粉煤灰、电石渣和废盐，所述第二原料包括水泥、粉煤灰和电石渣，所述第一液体包括水和化学添加剂，所述第二液体包括水、化学添加剂和浓盐水状废盐，当所述第一干混为第一原料时，所述搅拌加入第一液体，当所述第一干混为第二原料时，所述搅拌加入第二液体。
[0014]可选地，所述“第一次干混”的时间为1～3分钟，所述“第二次干混”的时间为0.5～2分钟，所述“向所述第二干料中加入液体搅拌”的时间为1～5分钟。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂仅含废盐和电石渣两种原料，废盐用于提供硫酸钠，一部分硫酸钠可以与胶凝材料中的硅酸盐水泥反应生成具有膨胀性的钙矾石晶体，填充混凝土中的孔隙，快速提高水泥强度；电石渣用于提供氢氧化钙，形成回填混凝土孔隙水中稳定大于13的pH碱性环境，结合未反应的硫酸钠所提供的苛性金属离子，可以达到类似氢氧化钠的效果，对胶凝材料中粉煤灰所含的活性氧化硅以及硅酸钙、硅铝酸钙进行激发并与氢氧化钙提供的钙离子结合，生成一定量的致密水化产物，从而改善硬化后浆体的内部结构，提高硬化体的整体性能。
[0016]因此，通过调整硫酸钠和氢氧化钙在高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂中的比例，可以提高胶凝材料中粉煤灰的用量，使胶凝材料中水泥用量大大降低，增加胶凝材料体积稳定性，提高强度及耐久性，对混凝土28天强度提升效果优异。在同等水泥的用量下，能大幅提高混凝土的强度，在同等混凝土强度的要求下，能大幅降低水泥的用量。
[0017]并且本专利技术提供的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂采用全固废原料，成本极低，工艺简单，有极大的工业推广价值。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的通常含义。
[0020]现阶段我国能源需求量不断增加，矿山开采力度正在逐渐加大，地底下的空间越大对地质的破坏也就越大，稍有不慎就可能发生坍塌，所以当矿井被开采完了之后就会进行回填，矿山回填是矿业企业实现矿区复垦和生态环保的关键环节之一，具有重要的社会和环境意义。
[0021]中国废弃矿井回填体量巨大，胶凝材料主要使用含大量硅酸盐水泥的材料，增强剂主要使用醇类或聚羧酸类的外加增强剂，导致达到回填强度要求的混凝土及其增强剂成本高昂，限制了采矿企业回填的意愿。
[0022]为解决上述问题，本专利技术提出一种高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂，包括：废盐和电石渣，所述废盐中至少含有60％的硫酸钠，所述电石渣中至少含有80％的氢氧化钙，所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂用于提升矿井回填的胶凝材料的28天强度，所述胶凝材料
中含有至少80％的粉煤灰。硫酸钠与混凝土反应生成具有膨胀性的钙矾石晶体，填充混凝土中的孔隙，提高水泥强度；电石渣用于提供氢氧化钙，与混凝土浆中一定量的活性氧化硅和三氧化二铝发生反应，生成一定量的致密水化产物，从而改善硬化后浆体的内部结构，提高硬化体的整体性能。在一实施例中，废盐与电石渣皆为有一定水分的固体形式被收集。在另一实施例中，电石渣为有一定水分的固体形式被收集，废盐为浓盐水的形式被收集。
[0023]进一步地，硫酸钠和氢氧化钙的质量比为(2:1)～(1:2)。高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂中的硫酸钠与氢氧化钙中的一部分可以按照大约2：1的质量比进行反应生成氢氧化钠，氢氧化钠可以更快地激发胶凝材料中的粉煤灰所含的硅酸盐、硅铝酸盐使其产生强度，另外，增强剂比例中稍微过量加入氢氧化钙，氢氧化钙的单独存在除了对胶凝材料粉煤灰中的硅酸盐/硅铝酸盐有一定激发效果以外，亦可以促进水泥早期水化反应。从高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂整体来看，硫酸钠用量如果过多，超出了规定范围，后期未反应的硫酸钠容易析出。通过调整硫酸钠和氢氧化钙在高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂中的比例，可以提高胶凝材料中粉煤灰的用量，使胶凝材料中水泥用量大大降低，增加体积稳定性，提高强度及耐久性。优选地，硫酸钠和氢氧化钙的质量比为0.5:(0.2～1)。优选地，硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高粉煤灰掺量的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂，其特征在于，包括：废盐和电石渣，所述废盐中至少含有60％的硫酸钠，所述电石渣中至少含有80％的氢氧化钙，所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂用于提升矿井回填的胶凝材料的28天强度，所述胶凝材料中含有至少80％的粉煤灰。2.如权利要求1所述的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂，其特征在于，所述硫酸钠和所述氢氧化钙的质量比为(2:1)～(1:2)。3.一种混凝土，其特征在于，用于矿井回填，包括被如权利要求1～2所述的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂处理后的胶凝材料，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和火山灰性质矿物掺合料。4.如权利要求3所述的混凝土，其特征在于，所述胶凝材料与所述高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂的质量比为20:(0.5～2.5)。5.如权利要求3所述的混凝土，其特征在于，以重量份计，包括：水泥1～2份、粉煤灰18～19份、废盐0.84～2.5份、电石渣0.75～1.25份，所述废盐中至少含有60％的硫酸钠，所述电石渣中至少含有80％的氢氧化钙。6.一种如权利要求1～2所述的高粉煤灰掺量的胶凝材料增强剂的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张润潇，俞英田，
申请(专利权)人：碳达深圳新材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：