一种用于混凝土生产的高活性晶种及其制备方法技术

一种用于混凝土生产的高活性晶种及其制备方法，所述晶种由废陶瓷粉、预磨电石渣粉和改性添加剂微波强化煅烧而成，各组份所占质量百分比为：废陶瓷粉７０－９０％、预磨电石渣粉１０－３０％，改性添加剂为总质量的２－５％；其制备过程为取以上组份及比例进行混磨，并在混磨过程中加入改性添加剂，混磨至勃氏比表面积３５０－４００ｍ２／ｋｇ，均化，放入电加热炉中，加热至８００－１０００℃后，立即移入功率为６００－８００Ｗ的微波炉中，微波加热９０－１２０秒，然后采用振动磨粉磨至４００－４５０ｍ２／ｋｇ。本发明专利技术的晶种不仅能快速促进水泥、矿物掺合料早期水化，显著提高混凝土早期强度，且后期强度递延性好，对其耐久性能也无不利影响，同时可节约资源和能源，具有明显的技术经济与社会环保效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料类，具体涉及。
技术介绍
众所周知，晶种在混凝土中具有如下功能，一方面，可减少水泥水化初期水化产物 的成核势垒，诱导水泥快速水化，从而可提高混凝土早期强度及加快混凝土工程施工进度 等；另一方面，由于加快了水泥的早期水化，提高了材料体系的碱度，可提供给矿物掺合料 (如矿渣、粉煤灰等)更有利的活性激发外部环境条件，从而可提高矿物掺合料的早期水化 速度，弥补高掺量矿物掺合料混凝土早期强度下降。因此，随着现代混凝土向高工作性、高 强、高耐久性等高性能方向的发展，在混凝土生产过程中掺入一定量的晶种已成为现代混 凝土生产的必然趋势和主流模式。目前，用于混凝土生产的晶种制备技术主要有一是直接采用废弃水泥浆体或加 气混凝土砌块、蒸压灰砂制品等工业废渣，加以简单磨细而成；另一个是选用生石灰或熟石 灰与硅藻土、蛋白石等采用水热法合成。以上技术在国内外均已有大量的研究及文献报导， 例如已公开的中国专利CN1089732C、CN101182000A。上述专利和文献中的主要
技术实现思路
为1、第一情况，主要是利用废弃水泥浆体、加气混凝土砌块等硅酸盐制品中已有的 C-S-H凝胶及托贝莫来石类水化产物作为晶种主要成分，从而达到晶种效应的目的。但是， 用这种技术所取得的C-S-H凝胶及托贝莫来石类水化产物含量少，晶种活性低，对混凝土 强度的作用不明显，尤其后期强度递延性差；2、第二情况，主要是利用硅质类与钙质类优质材料在水热反应条件下合成C-S-H 凝胶及托贝莫来石类水化产物作为晶种主要成份，晶种纯度高，活性高。但是，它有可能导 致两方面问题若生产与应用时间间隔短，易导致混凝土产生诸如瞬凝、快凝等现象，从而 引起混凝土初始结构不良，耐久性变差，且后期强度递延性也较差；若生产与应用时间间隔 长，不易保存，易受碳化、脱水等作用，部分削弱了晶种改善水泥和矿物掺合料早期水化性 能的效果。此外，目前也有利用磨细水泥熟料直接用作混凝土生产的晶种。但是，这种技术主 要是一种用石灰质类、硅质类等优质材料在1450°C左右条件下高温烧成晶种的传统制备技 术，一次性资源消耗量大，能耗高，不符合建筑材料工业可持续发展战略。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有价廉优质、环保友好等突 出特点而用于混凝土生产的高活性晶种及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种用于混凝土生产的高活性晶种，其 特征在于它主要由废陶瓷粉、预磨电石渣粉和改性添加剂微波强化煅烧而成，各组份所占质量百分为废陶瓷粉70-90%、预磨电石渣粉10-30%，改性添加剂的掺入量为废陶瓷粉和 预磨电石渣粉总质量的2-5%。所述的废陶瓷粉为将日常生活中排放的餐具、卫生洁具、瓷砖等成品废陶瓷，按 筛分、水冲洗、晒干、破碎、机械粉磨工序而制备的废陶瓷粉，其含泥量小于1%，纸片、木屑 等杂物含量小于1%，含水率小于1%，勃氏比表面积250-300m2/kg。所述的预磨电石渣粉为采用干法制乙炔生产企业所排放的电石渣，将其晒干并 采用振动磨粉磨而成的粉料，经晒干、粉磨处理过的电石渣粉含水率小于2%，勃氏比表面 积300-350m2/kg，其0&(0!1)2含量大于70%，f_CaO含量小于2. 5%, SO3含量小于2%。所述的改性添加剂为采用采矿或炼铁工业所弃而含铁量大于50%的赤铁矿、磁 铁矿、褐铁矿中任一种或两种以上尾矿粉，掺入占尾矿粉质量1. 5-3. 0%由Cr203、PbO、ZnO 和CaF2按质量比为1 0.2-0.5 0-0.3 0. 5_1复配而成的金属化合物，用振动磨粉 磨而成的粉磨料，两种以上尾矿粉粉磨时，为任意配比，粉磨料细度为45 μ m筛筛余量小于 10%。本专利技术所述的晶种在混凝土中的最适宜掺量为水泥、矿 物掺合料总质量的3-8%。一种用于混凝土生产的高活性晶种的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)废陶瓷粉的制备将日常生活中排放的餐具、卫生洁具、瓷砖等成品废陶瓷按 筛分、水冲洗、晒干、破碎、机械粉磨制备工序进行处理，其含泥量小于1%，纸片、木屑等杂 物含量小于1%，含水率小于1%，勃氏比表面积250-300m2/kg，得废陶瓷粉，备用；2)预磨电石渣粉的制备采用干法制乙炔生产企业所排放的电石渣，将其晒 干并采用振动磨粉磨，经晒干、粉磨处理过的电石渣粉含水率小于2 %，勃氏比表面积 300-350m2/kg,其Ca (OH) 2含量大于70 %，f-CaO含量小于2.5%，SO3含量小于2 %，得预磨 电石渣粉，备用；3)改性添加剂的配制采用采矿或炼铁工业所弃而含铁量大于50%的赤铁矿、磁 铁矿、褐铁矿中任一种或两种以上尾矿粉，掺入占尾矿粉质量1. 5-3. 0%由Cr203、PbO、ZnO 和CaF2按质量比为1 0.2-0.5 0-0.3 0. 5_1复配而成的金属化合物，用振动磨粉 磨而成的粉磨料，两种以上尾矿粉粉磨时，为任意配比，粉磨料细度为45 μ m筛筛余量小于 10%，得改性添加剂，备用。4)按各组份所占质量百分比为废陶瓷粉70-90%、预磨电石渣粉10-30%，分别 称取废陶瓷粉和预磨电石渣粉进行混磨，并在混磨过程中加入为废陶瓷粉、预磨电石渣粉 总质量2-5%的改性添加剂，混磨至勃氏比表面积350-400m2/kg，均化，备用；5)将上述的混磨料放入电加热炉中，加热至800-1000°C后，立即移入功率为 600-800W的微波炉中，微波加热90-120秒，即微波强化煅烧，然后采用振动磨粉磨至 400-450m2/kg，得成品。将上述组分和配比按所述的制备工艺要求进行研制即可得到一种性能优异的高 活性晶种，在混凝土中掺入占水泥、矿物掺合料质量的3-8%本专利技术所提供的晶种，可取得 良好的技术及经济效果1、晶种效应突出，混凝土凝结时间明显缩短，混凝土早期强度显著 提高，矿渣、粉煤灰等工业废渣在混凝土中的掺量也可因此得到增加；2、混凝土后期强度递 延性好，28d及其后等后期强度仍有较大的提高，且不会产生倒缩现象；3、在达到上述指标 的同时，混凝土的耐久性能不受影响，且晶种易保存，不受生产与应用时间间隔的制约；4、由于大量利用废陶瓷、电石渣等工业废渣，可克服建材工业只能吸收高品质工业废料的缺 陷，即节约了资源又减少了废陶瓷等对环境的污染；5、由于采用微波强化煅烧制度，能耗 低，晶种生产成本低。总之，本专利技术所提供的晶种是一种具有高活性、高利废率、生产成本低 等突出特点的优质晶种，具有显著的技术经济与社会环保效益，可广泛用于商品混凝土的 生产及其工程应用。上述有益效果的取得，主要依赖于本专利技术采用了有别于现有技术不同的技术方 案1、本专利技术所涉及的废陶瓷属于以S02、Al2O3为主要化学成分的一类烧粘土质硅酸 盐制品，其硅、铝含量高，而电石渣中钙含量高。以它们作为主要原材料，可为制备Wc2s、 C3S, C3A为主要成份的高活性晶种提供了充足的硅、铝和钙，并在含有Fe、Cr、Pb、Zn和F等 元素的改性添加剂作用下可很快生成晶种。2、本专利技术所涉及的改性添加剂是一种含有Fe、Cr、Pb、Zn和F等元素的矿物外加 齐U，一方面，Fe、Cr、Pb、Zn和F等元素可起着“矿化剂”作用，有利于改善晶种生料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混凝土生产的高活性晶种，其特征是由废陶瓷粉、预磨电石渣粉和改性添加剂微波强化煅烧而成，各组份所占质量百分比为：废陶瓷粉７０－９０％、预磨电石渣粉１０－３０％，改性添加剂的掺入量为废陶瓷粉、预磨电石渣粉总质量的２－５％；所述的废陶瓷粉为：将日常生活中排放的餐具、卫生洁具、瓷砖等成品废陶瓷，按筛分、水冲洗、晒干、破碎、机械粉磨工序而制备的废陶瓷粉，其含泥量小于１％，纸片、木屑等杂物含量小于１％，含水率小于１％，勃氏比表面积２５０－３００ｍ↑［２］／ｋｇ；所述的预磨电石渣粉为：采用干法制乙炔生产企业所排放的电石渣，将其晒干并采用振动磨粉磨而成的粉料，经晒干、粉磨处理过的电石渣粉含水率小于２％，勃氏比表面积３００－３５０ｍ↑［２］／ｋｇ；其Ｃａ（ＯＨ）↓［２］含量大于７０％，ｆ－ＣａＯ含量小于２．５％，ＳＯ↓［３］含量小于２％；所述的改性添加剂为：采用采矿或炼铁工业所弃而含铁量大于５０％的赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿中任一种或两种以上尾矿粉，掺入占尾矿粉质量１．５－３．０％由Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］、ＰｂＯ、ＺｎＯ和ＣａＦ↓［２］按质量比为１∶０．２－０．５∶０－０．３∶０．５－１复配而成的金属化合物，用振动磨粉磨而成的粉磨料，两种以上尾矿粉粉磨时，为任意配比，粉磨料细度为４５μｍ筛筛余量小于１０％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，陈梦成，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]