專利名稱：一種高活性礦渣微粉及其制備方法
技術領域：
本發明涉及建筑材料領域的一種高活性礦渣微粉及其制備方法。
背景技術：
使用水泥與混凝土制品可以提高建筑工程施工效率，混凝土澆注后，若氣候炎熱、空氣干燥，不及時進行養護，混凝土中水分會蒸發過快，形成脫水現象，會使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，不能轉化為穩定的結晶，缺乏足夠的粘結力，從而會在混凝土表面出現片狀或粉狀脫落，此外，在混凝土尚未具備足夠的強度時，水分過早的蒸發還會產生較大的收縮變形，出現干縮裂紋，影響混凝土的耐久性和整體性。因此在混凝土強度增長期，為了在較短時間內得到足夠的強度及加快模具周轉，同時保證混凝土的強度、耐久性等技術指標，通常對其進行養護。傳統的混凝土養護方法有自然養護、常壓蒸汽養護和高溫高壓養護等。自然養護所需時間較長，且質量難以保證；常壓蒸汽養護中科學合理的蒸養制 度與工藝是生產高質量水泥混凝土制品的重要前提之一，養護工藝一般分為靜停、升溫、恒溫、降溫4個階段，為了防止制品因內外溫差過大或恒溫溫度過高而導致混凝土產生裂縫，必須嚴格控制蒸養過程中的升、降溫速率及恒溫溫度等，過程繁瑣復雜且要求嚴格，條件控制不好就容易造成混凝土制品達不到制備工藝要求；而高溫高壓養護條件要求比較高，通常許多施工地方各種資源已嚴重短缺，其苛刻的條件限制了其應用范圍。傳統方法的缺陷已越來越難以適應現代施工需要，因此，人們研究出了混凝土養護的新型材料與工藝，粒化高爐礦渣是高爐礦渣經過水的急冷而得到的一種具有很高潛在活性的玻璃體結構材料，近年來已經在礦渣水泥、混凝土摻和料，礦渣微粉、礦渣纖維、筑路填料等方面得到很大利用，摻有礦渣微粉的混凝土與鋼筋粘結力增強、混凝土后期強度提高、防止收縮開裂、混凝土堿度低等優良特點，是制備高性能混凝土的基本材料，2011年度我國鋼鐵產量達到68. 3億多噸，可以排出將近20億噸的粒化高爐礦渣，高爐粒化礦渣的資源化利用節約能源，降低生產成本的同時也可以大大減少占地和環境污染，產生較好的經濟效益和社會效益。雖然礦渣微粉的研究提高了強度、和易性、粘結力等混凝土性能，卻從未從蒸汽養護時間和條件，高壓設備的投入等資源節約、生產效率等角度進行改善。如何進一步提高礦渣微粉的潛在活性、增加其功能性、擴大其應用領域成為行業內一項很重要的研究課題。
發明內容
本發明的目的在于針對現有礦渣微粉普遍存在的活性較低、應用領域局限、功能性相對單一的問題，提供一種活性高、應用領域廣、具有多重功能性的礦渣微粉，在提高混凝土的綜合性能的同時，亦達到提高生產效率、降低生產成本、節能減排的目的。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述高活性礦渣微粉由粒化高爐礦渣中摻入重量比為10% 30%的固體增效劑后共同研磨而成，比表面積為350 600m2/kg。
所述固體增效劑包括如下組份(重量百分比)活性硅15% 75%、硫酸鹽10 % 75 %、高活性氧化鈣5 % 60 %、有機物I % 2 %、無機物O. 8 % 5 %。所述活性硅為微硅粉、硅灰、超細粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物。所述硫酸鹽為天然磨細石膏或工業石膏中的一種或兩種以上的混合物。所述工業石膏為脫硫石膏、磷石膏或檸檬酸石膏的一種或兩種以上的混合物。所述高活性氧化鈣中CaO含量不低于60%。所述有機物為醇胺類陰離子型表面活性劑，優選為三乙醇胺或三異丙醇胺的一種或兩種的混合物。所述無機物為硅酸鹽或堿性物質的一種或兩種以上的混合物，優選為硅酸鈉或硅酸鉀的一種或兩種的混合物。 所述固體增效劑包括如下組份(重量百分比)活性硅27% 50%、硫酸鹽
15% 59 %、高活性氧化鈣10 % 30 %、有機物I % 2 %、無機物I % 3 % ;優選為活性硅30 % 40 %、硫酸鹽20 % 50 %、高活性氧化鈣15 % 25 %、有機物I % 2 %、無機物
1% 3%。一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述高活性礦渣微粉由粒化高爐礦渣中摻入重量比為20% 25%的固體增效劑后共同研磨而成，比表面積為350 600m2/kg。一種高活性礦渣微粉的制備方法，其特征在于將所述各組份按所述配比，經計量后在球磨機、立磨、輥壓機等粉磨設備中共同粉磨至比表面積350 600m2/kg的礦渣微粉。本發明所述的礦渣微粉潛在活性被充分激發，可迅速參與反應，其填充效應、堆積效應、微集料效應顯著，促進混凝土早期強度的發展，同時帶有一定的混凝土減水性，可以大大降低水膠比，保證其和易性及操作性，在水泥制品的應用試驗中明顯表明隨著高活性礦渣微粉取代量的提高，膠砂流動度接近的條件下，需水量明顯降低同時膠砂前期強度得到顯著提升，且28d強度遠高于基準膠砂強度，在混凝土中以本發明所述的高活性礦渣微粉取代水泥后，其強度及耐久性指標也更由于普通高強混凝土 ；而在設計C40標號混凝土中的應用試驗也同樣顯示，高活性礦渣微粉取代部分水泥后，用水量明顯降低，且強度發展迅速，自然養護14d強度已達到設計要求；同樣本發明在混凝土強度等級為C80的蒸養高強混凝土中的應用結果顯示，水膠比大大降低，且經過一次常壓蒸汽養護后，添加了本發明的高活性礦渣微粉的混凝土 Id強度即達到C80的等級要求，且其后期強度持續增長，2d強度幾乎與經高壓蒸汽養護的混凝土強度持平，以上結果都表明本發明的使用，可很大程度上降低常溫、常壓養護時間、無需高壓蒸汽養護，因此，大大節省了蒸氣使用量，減少高壓設備的投入，節約了資源，有利于環保，社會、經濟效益顯著，同時，大大縮短從半成品到成品的時間，提高了生產效率，增強了競爭優勢；另外，使用本發明，可以降低孔隙率，改善孔結構，進而提高混凝土及水泥制品的致密性，使成品在硫酸鹽侵蝕、氯離子滲透、抗凍等耐久性方面都表現出較高的水平。綜上所述，此種高活性礦渣微粉，在提高混凝土的綜合性能的同時，達到降低生產成本，節能減排的目的，一旦被大量應用于混凝土及水泥制品的生產，其必將帶來很好的經濟效益和社會效益。
具體實施方式
下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。實施例I :一種高活性礦渣微粉，由粒化高爐礦渣中摻入10%的固體增效劑后共同研磨而成。固體增效劑的配比為(重量百分比)微硅粉15%、天然磨細石膏59%、高活性氧化鈣20%、三乙醇胺I %、硅酸鈉5 %。實施例2 : —種高活性礦渣微粉，由粒化高爐礦渣中摻入20%的固體增效劑后共同研磨而成。固體增效劑的配比為(重量百分比)超細粉煤灰50%、天然磨細石膏10%、脫硫石膏5 %、高活性氧化鈣30%、三異丙醇胺I %、硅酸鉀2%及硅酸鈉2 %。實施例3 : —種高活性礦渣微粉，由粒化高爐礦渣中摻入30%的固體增效劑后共同研磨而成。固體增效劑的配比為(重量百分比)微硅粉10%、超細粉煤灰17%、脫硫石膏10. 2 %、高活性氧化鈣60 %、三乙醇胺I %、三異丙醇胺I %及硅酸鉀0.8%。
實施例4 :一種高活性礦渣微粉，由粒化高爐礦渣中摻入25%的固體增效劑后共同研磨而成。固體增效劑的配比為(重量百分比)硅灰20%、超細粉煤灰55%、脫硫石膏10%、高活性氧化鈣10%、三異丙醇胺2%及硅酸鈉3%。實施例5 : —種高活性礦渣微粉，由粒化高爐礦渣中摻入25%的固體增效劑后共同研磨而成。固體增效劑的配比為(重量百分比)硅灰5%+超細粉煤灰10%、脫硫石膏75 %、高活性氧化鈣5%、三乙醇胺I. 5%、三異丙醇胺O. 5%、硅酸鉀I %及硅酸鈉2 %。上述實施例所制備的高活性礦渣微粉的性能試驗結果如下一、實施例1-5的高活性礦渣微粉的產品特性表I高活性礦渣微粉的產品特性
權利要求
1.一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述高活性礦渣微粉由粒化高爐礦渣中摻入重量比為10% 30%的固體增效劑后共同研磨而成，比表面積為350 600m2/kg。
2.根據權利要求I所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述固體增效劑包括如下組份(重量百分比)活性硅15% 75%、硫酸鹽10% 75%、高活性氧化鈣5% 60%、有機物1% 2%、無機物O. 8% 5%。
3.根據權利要求I或2所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述活性硅為微硅粉、硅灰、超細粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物。
4.根據權利要求I或2所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述硫酸鹽為天然磨細石膏或工業石膏中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據權利要求4所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述工業石膏為脫硫石膏、磷石膏或檸檬酸石膏的一種或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求I或2所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述高活性氧化鈣中CaO含量不低于60 %。
7.根據權利要求I或2所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述有機物為醇胺類陰離子型表面活性劑。
8.根據權利要求7所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述醇胺類陰離子型表面活性劑為三乙醇胺或三異丙醇胺的一種或兩種的混合物。
9.根據權利要求I或2所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述無機物為硅酸鹽或堿性物質的一種或兩種以上的混合物。
10.根據權利要求9所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀的一種或兩種的混合物。
11.根據權利要求I或2所述的一種高活性礦渣微粉，其特征在于所述固體增效劑包括如下組份(重量百分比)活性硅27 % 50 %、硫酸鹽15 % 59 %、高活性氧化鈣10 % 30%、有機物1% 2%、無機物1% 3%。
12.—種高活性礦渣微粉的制備方法，其特征在于根據權利要求I或2所述的配比準確計量所述組份后，將所有組份共同在球磨機、立磨、輥壓機等粉磨設備中粉磨至比表面積為350 600m2/kg的礦渣微粉。
全文摘要
本發明公開一種高活性礦渣微粉及其制備方法，在粒化高爐礦渣粉磨過程中，按照10％～30％的比例摻入一種固體增效劑，共同研磨至比表面積350～600m2/kg的礦渣微粉。在混凝土及水泥制品中均可摻入此高活性礦渣微粉，因其自身帶有較高活性及一定減水性能，在適當降低用水量的同時，還可促進混凝土及水泥制品的早期強度發展，同時摻入此高活性礦渣微粉的混凝土及水泥制品在自然養護或免蒸壓的常壓蒸汽養護條件下，可提前達到其設計性能要求，且添加了此高活性礦渣微粉的混凝土及水泥制品，其防腐、耐久性能也將得到明顯提高。其固體增效劑主要組份如下活性硅、硫酸鹽、高活性氧化鈣、少量有機物、適量其他無機材料，屬高活性復合材料。
文檔編號C04B18/14GK102718424SQ20121021151
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者李斌斌, 茍德勝 申請人:江蘇建華管樁有限公司