【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，特别涉及一种高强玄武岩石粉混凝土材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着现代建筑物的高层化、大跨化、地下化及使用环境的严酷化，对良好工作性、高强度、高耐久性的混凝土的需求日益增长，高性能混凝土成为科技工作者竞相研究的课题。活性粉末混凝土(reactive powder concrete,简称rpc)，是一种超高强、高韧性、耐久性强和体积稳定性良好的水泥基复合材料。rpc的原材料主要由颗粒细小、具有一定活性的矿物材料组成，在rpc中水泥的掺量很高，使得rpc的制备成本高、能耗大。
2、目前，全国钢铁冶金、能源、有色、矿山等行业每年产生的钢渣、矿渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥、尾矿等固体工业废渣共计18亿吨，但是综合利用率仅为55.7％,大量的固体工业废物仍然未得到有效利用。因此，如何实现固体废弃物的无害化、减量化和资源化，已成为发展经济和保护环境的关键。目前国内外的研究主要用钢渣粉、超细粉煤灰、超细矿渣、稻壳灰等废料替代部分胶凝材料降低成本、能耗制备rpc。
3、玄武岩属于基性岩浆岩中的喷出熔岩，由流在地壳表面上的主要岩浆所生成，化学组成以sio2、al2o3为主，其中含量sio2可达到40％以上，al2o3为15％，另有cao、fe2o3以及少量mgo与r2o(k2o+na2o)等。具备具有耐磨、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性等优点。是一种潜在活性较高的材料，与矿渣、粉煤灰等工业废渣一样，具有应用开发的价值。目前我国对玄武岩粉在混凝土的研究主要集中在将玄武
4、白刚玉是以工业氧化铝粉为原料，于电弧中经2000度以上高温熔炼后冷却制成，经粉碎、整形，磁选去铁，其质地致密、硬度高，粒形成尖角状，适用于制造陶瓷、树脂固结磨具以及研磨、抛光、喷砂、精密铸造等，还可用于制造高级耐火材料。将白刚玉掺入制备高强玄武岩石粉材料，一方面可以利用白刚玉微粉的助磨作用，另一方面可以利用白刚玉质地坚硬，硬度高的特点，进一步增强玄武岩石粉材料的强度。
5、偏高岭土是以高岭土(al2o3·2sio2·2h2o,简称as2h2)为原料，在适当温度下(600～900℃)经脱水形成的无水硅酸铝(al2o3·2sio2，简称as2)。高岭土属于层状硅酸盐结构，层与层之间由范德华键结合，oh离子在其中结合得较牢固。高岭土在空气中受热时，会发生几次结构变化，加热到大约600℃时，高岭土的层状结构因脱水而破坏，形成结晶度很差的过渡相-偏高岭土。由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。处于介稳状态的偏高岭土无定形硅铝化合物，经碱性或硫酸盐等激活剂及促硬剂的作用,硅铝化合物由解聚到再聚合后，会形成类似于地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐网络状结构。其在成型反应过程中由水作传质介质及反应媒介，最终产物不像传统的水泥那样以范德华键和氢键为主，而是以离子键和共价键为主、范德华键为辅，因而具有较强的耐腐蚀性和良好的耐久性，在5％酸性条件下,其强度损失仅为硅酸盐水泥的1/13。所以将偏高岭土在高温状态下经碱激发剂激发可以大大提高其活性，并且可以提高混凝土的强度和耐久性，实现偏高岭土的综合有效利用。
6、目前还没有将玄武岩微粉、白刚玉微粉和偏高岭土微粉复合制备成高强玄武岩石粉材料，再将这种高强材料用作掺和料制备高强高耐久混凝土的相关研究报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是利用一种以玄武岩微粉、白刚玉微粉和偏高岭土微粉为主要原料制备高强玄武岩石粉材料，该材料能够大量利用天然玄武岩和偏高岭土，并能在外加剂(高效减水剂)的作用下，通过与其他集料配合，制备得到满足相应标准要求的混凝土。
2、本专利技术的技术方案：一种高强玄武岩石粉混凝土材料，由胶凝材料、集料、外加剂和拌合水组成；
3、其中胶凝材料由以下质量百分比的组分组成，水泥40-50％和高强玄武岩石粉材料45％-65％；
4、其中集料由细度模数为2.5-3.0的细集料石英砂和粒径在300-400目之间的微集料石英粉组成；
5、其中外加剂为高效减水剂，其用量为胶凝材料质量百分比的2％-3％，减水效率在30％以上；
6、水胶比为0.14-0.18。
7、优选地，胶凝材料由以下质量百分比的组分组成，水泥40-50％、玄武岩微粉30-35％、偏高岭土微粉10-20％和白刚玉微粉5％-10％。
8、一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，步骤如下：
9、1)将玄武岩、白刚玉、偏高岭土、烘干至含水率小于1％，放入球磨机中分别球磨，得到玄武岩微粉、白刚玉微粉和偏高岭土微粉；
10、2)将步骤1)所得的玄武岩微粉、白刚玉微粉、偏高岭土微粉和碱激发剂按比例混合，放入球磨机中球磨均匀；
11、3)将步骤2)所得的混合物和助熔剂按1：0.35-0.45的比例放置于坩埚中置于750-850℃的高温炉中，煅烧1-1.5小时，煅烧结束后，自然冷却待用；
12、4)将步骤3)得到的混合物放入球磨机中球磨至比表面积650-850m2/kg，得到高强玄武岩石粉材料；
13、5)将水泥及步骤4)所得的高强玄武岩石粉材料按1：0.7-0.95的比例混合均匀得到胶凝材料；
14、6)将减水剂加入到拌合水中，并混合均匀得到拌合溶液；
15、7)先将石英砂倒入强制式搅拌机中，再将步骤5)配好的胶凝材料倒入；然后将石英粉倒入搅拌机进行干拌120秒；
16、8)在搅拌过程中将步骤7)配制好的拌合溶液缓慢加入到步骤7)所得干料中，搅拌180-240秒后停机，制备成型，在温度20±2℃，湿度90±5％环境下养护28天即可。
17、优选地，所述步骤1)中玄武岩微粉、白刚玉微粉和偏高岭土微粉的比表面积分别为450-650m2/kg、500-800m2/kg、600-900m2/kg。
18、优选地，所述步骤2)中的碱激发剂为koh、naoh、ca(oh)2、k2so4和caso4中的一种或两种。
19、优选地，所述步骤2)中混合比例为玄武岩微粉：白刚玉微粉：偏高岭土微粉：碱激发剂，0.3-0.35:0.1-0.2：0.05-0.1。
20、优选地，所述步骤3)中的助熔剂为硼砂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钠和硝酸钾的一种或两种。
21、优选地，所述步骤6)中的减水剂为萘磺酸甲醛高缩物钠盐。
22、本专利技术的有益效果是：
23、(1)能够大量利用玄武岩、白刚玉和偏高岭土制备高强玄武岩石粉材料，该材料用作混凝土掺和料，掺入量分别在30～35％、5％～10％、10～20％，改善环境，减少污染，节约资源；
24、(2)配制的混凝土强度完全符合国家标准，强度与满足c8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强玄武岩石粉混凝土材料，其特征在于：其由胶凝材料、集料、外加剂和拌合水组成；
2.根据权利要求1所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料，其特征在于：胶凝材料由以下质量百分比的组分组成，水泥40-50％、玄武岩微粉30-35％、偏高岭土微粉10-20％和白刚玉微粉5％-10％。
3.根据权利要求2所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中玄武岩微粉、白刚玉微粉和偏高岭土微粉的比表面积分别为450-650m2/kg、500-800m2/kg、600-900m2/kg。
5.根据权利要求3所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的碱激发剂为KOH、NaOH、Ca(OH)2、K2SO4和CaSO4中的一种或两种。
6.根据权利要求3所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中混合比例为玄武岩微粉：白刚玉微粉：偏高岭土微粉：碱激发剂，0.3-0.3
7.根据权利要求3所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的助熔剂为硼砂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钠和硝酸钾的一种或两种。
8.根据权利要求3所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6)中的减水剂为萘磺酸甲醛高缩物钠盐。
...【技术特征摘要】
1.一种高强玄武岩石粉混凝土材料，其特征在于：其由胶凝材料、集料、外加剂和拌合水组成；
2.根据权利要求1所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料，其特征在于：胶凝材料由以下质量百分比的组分组成，水泥40-50％、玄武岩微粉30-35％、偏高岭土微粉10-20％和白刚玉微粉5％-10％。
3.根据权利要求2所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种高强玄武岩石粉混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中玄武岩微粉、白刚玉微粉和偏高岭土微粉的比表面积分别为450-650m2/kg、500-800m2/kg、600-900m2/kg。
5.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周权，叶骏伟，初晓明，丁兴相，骆文武，成功，闫东明，麻旭荣，刘毅，
申请(专利权)人：浙江交投嵊兴矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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