一種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料及其應用
【專利摘要】本發明公開了一種基于石灰石粉?石渣的礦物摻合料，主要由質量比為8:2～5:5的石灰石粉和石渣均勻混合而成，含水率≤0.5％，比表面積≥300㎡/kg，80μm方孔篩篩余量≤1.0％。本發明還同開了一種基于石灰石粉?石渣的礦物摻合料的應用。本發明有效地解決了在水泥基砂漿中單摻石渣帶來的后期強度不足的問題，并可顯著提高砂漿的早期強度。同時，使用方法簡單，原料來源廣泛、廉價，有利于促進石渣再利用及減少河砂的用量，節約資源，具備良好的經濟和環境效益。
【專利說明】
一種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料及其應用
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種礦物摻合料，具體涉及一種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，本 發明同時涉及基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料的應用。
【背景技術】
[0002] 生產、加工人造石材將排放大量廢渣、廢液（以下簡稱石渣）。以位于江門鶴山的一 家大型人造石材加工廠為例，加工每平方米石材將產生15kg的打磨粉料，約50kg的漿體，每 個月排放合計1000噸漿體;廢渣無法回用，其處理方式為采用槽罐車抽漿外運至石場廢坑 填埋，做法十分不經濟且造成大量污染。經試驗研究發現，雖石渣大部分由呈化學惰性的二 氧化硅組成，但采用合理的方式，仍可作為礦物摻合料和填料用于水泥基砂漿的生產中，從 而利廢環保。利用石渣生產的水泥基砂漿具備明顯的早強性，且有較好的保水性，但同時產 生一些不利影響：因呈化學惰性易造成后期強度(28d)增長減緩，尤其在MlO以上的砂漿中， 甚至可能導致砂漿無法達到設計強度。同時，大量利用石渣可能導致砂漿流動性下降，不利 于和易性。因此，找到一種改良的方案有效地解決石渣帶來的負面問題，具有較大意義。
[0003] 我國的石灰巖礦藏資源較為豐富，石灰石資源隨處可見。根據國內外學者研究，石 灰石粉作為水泥基材料的摻合料有可見的益處：（1)石灰石粉的添加可加速水泥水硬化； (2)石灰石粉具顆粒形態效應，有利于提高水泥基材料的流動性，填充水泥顆粒間的空隙并 增加密實度；（3)石灰石粉具有活性效應。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中的上述問題，本發明提出了一種適用于水泥基砂漿的基于石灰石 粉-石渣的礦物摻合料。本發明采用符合一定條件的石灰石粉和石渣，按不同比例均勻混合 制成一種復合摻合料，石灰石粉和石渣的復合使用減少了石渣的摻量，卻能保證砂漿的和 易性，并可提高砂漿后期強度(28d)，整體性能優于單摻石灰石粉、石渣時。
[0005] 本發明采用以下的技術方案：
[0006] -種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，主要由質量比為8: 2~5: 5的石灰石粉和 石渣均勻混合而成，含水率彡0.5%，比表面積彡300m2/kg，80μπι方孔篩篩余量彡1.0%。
[0007] 進一步地，所述的石灰石粉為400~1200目磨細石灰石粉。
[0008] 進一步地，所述的石渣為經拋光打磨后所排放的人造石材廢渣，其主要成分為非 活性SiO2以及固化的不飽和樹脂，且SiO 2含量彡85%。
[0009] 進一步地，所述石渣的比表面積為250~350m2/kg，表觀密度彡2120kg/m 3。
[0010] -種如所述礦物摻合料的應用，將所述的礦物摻合料作為外部摻合料應用于水泥 基砂漿中。
[0011] 進一步地，將膠凝材料質量5 %~40 %的所述礦物摻合料作為外部摻合料直接與 膠凝材料混合均勻應用于成水泥基砂漿中。
[0012] 進一步地，對于水泥砂漿，取水泥質量的8 %~40 %摻入礦物摻合料;對于水泥混 合砂漿，取水泥質量的5 %~35 %摻入礦物摻合料。
[0013] -種如所述礦物摻合料的應用，將所述的礦物摻合料等量取代河砂應用于水泥基 砂漿中。
[0014] 進一步地，應用于水泥基砂漿中時，礦物摻合料按河砂質量的5 %~15 %取代河砂 后與膠凝材料混合均勻。
[0015] 進一步地，對于水泥砂漿，按河砂質量的10 %~15 %取代河砂；對于水泥混合砂 漿，取河砂質量的5 %~12 %取代河砂。
[0016] 本發明的優點及有益效果如下：
[0017] 本發明可顯著增加砂漿的早期強度，且保證28d強度達到甚至超過設計強度，較好 地解決石渣作為礦物摻合料帶來的負面問題;促進石渣再利用，且當使用方法為等質量取 代河砂時，減少了河砂的用量，節約資源，具備經濟效益；同時生產工藝簡單，使用方法簡 便，原料中的石灰石粉來源廣泛、廉價，具備實用性、可行性。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細地描述，但本發明的實施方式并不限定于 以下實施例。
[0019] 實施例1
[0020] -種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，采用800目磨細石灰石粉，以及比表面積 為300m 2/kg、表觀密度為2140kg/m3的石渣，混合均勻后即成基于石灰石粉-石渣的礦物摻合 料;其中石灰石粉與石渣質量比為7:3。
[0021 ]本實施例制備的礦物摻合料物理性能見表1。
[0022] 實施例2
[0023] -種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，采用800目磨細石灰石粉，以及比表面積 為300m2/kg、表觀密度為2140kg/m3的石渣，混合均勻后即成基于石灰石粉-石渣的礦物摻 合料;其中石灰石粉與石渣質量比為5:5。
[0024]本實施例制備的礦物摻合料物理性能見表1。
[0025] 表1礦物摻合料物理性能
[0028]為更好地說明本發明摻合料摻入水泥基砂漿的效果，特設置了 1個空白組，2個對 照組及4個實驗組，共7組實驗，實驗配比如下。
[0029] 空白組：原料包括水，P. 1142.5硅酸鹽水泥和河砂（最大粒徑彡4.75mm，級配良 好）；其中，水泥與河砂重量比為1:4,水與水泥質量比為0.8:1，原料中不包括基于石灰石 粉-石渣的礦物摻合料;各原料攪拌2~3min即成水泥基砂漿。
[0030] 對照組1:原料包括水，P. 1142.5硅酸鹽水泥，石渣（比表面積為300 m2/kg、表觀密 度為2140kg/m3)和河砂(最大粒徑彡4.75mm，級配良好）；其中，水泥與河砂重量比為1:4,水 與水泥質量比為〇. 8:1，石渣與水泥質量比為0.3:1;先將石渣與水泥混合均勻，各原料攪拌 2~3min即成水泥基砂衆。
[0031] 對照組2:原料包括水，P. 1142.5硅酸鹽水泥，石渣（比表面積為300m2/kg、表觀密 度為2140kg/m3 )、河砂(最大粒徑彡4.75mm，級配良好）；其中，水泥與(河砂+石渣)重量比為 1:4，水與水泥質量比為0.8:1，石渣與河砂質量比為1:9;先將石渣與水泥混合均勻，各原料 攪拌2~3min即成水泥基砂衆。
[0032] 實驗組1:原料包括水、P. 1142.5硅酸鹽水泥、將實施例1所制備摻合料、河砂(最大 粒徑<4.75mm，級配良好）；其中，水泥與河砂重量比為1:4，水與水泥質量比為0.8:1，石渣 與水泥質量比為〇. 3:1;先將石渣與水泥混合均勻，各原料攪拌2~3min即成水泥基砂漿。該 實驗組與對照組1形成對比。
[0033] 實驗組2:原料包括水、P. 1142.5硅酸鹽水泥、將實施例2所制備摻合料、河砂(最大 粒徑<4.75mm，級配良好）；其中，水泥與河砂重量比為1:4，水與水泥質量比為0.8:1，石渣 與水泥質量比為〇. 3:1;先將石渣與水泥混合均勻，各原料攪拌2~3min即成水泥基砂漿。該 實驗組與對照組1形成對比。
[0034] 實驗組3:原料包括水、P. 1142.5硅酸鹽水泥、實施例1所制備摻合料、河砂(最大粒 徑<4.75_，級配良好）；其中，水泥與（河砂+礦物摻合料)重量比為1:4,水與水泥質量比為 0.8:1，礦物摻合料與河砂質量比為1:9;先將礦物摻合料與水泥混合均勻，各原料攪拌2~ 3min即成水泥基砂漿。該實驗組與對照組2形成對比。
[0035]實驗組4:原料包括水、P. 1142.5硅酸鹽水泥、實施例2所制備摻合料、河砂(最大粒 徑<4.75_，級配良好）；其中，水泥與（河砂+礦物摻合料)重量比為1:4,水與水泥質量比為 0.8:1礦物摻合料與河砂質量比為1:9;先將礦物摻合料與水泥混合均勻，各原料攪拌2~ 3min即成水泥基砂漿。該實驗組與對照組2形成對比。
[0036]砂漿性能測試結果見表2 [0037] 表2砂漿性能
[0040] 由表2結果可知，與空白組對比，單摻石渣時，對照組1(外摻)和對照組2(等量取代 砂）均顯著提高了早期強度(3d)，但后期強度增長速率明顯下降，至28d時抗壓強度與空白 組的相持平，這很可能導致長期強度(90d甚至180d)過低，從而不利于工程質量。使用本發 明所提供的摻合料，可使28d抗壓強度明顯提升，如:采用外摻的使用方法時，實驗組1相對 對照組1提升了近32%;采用等量取代砂的使用方法時，實驗組3相對對照組2提升了近 24%。同時，所述摻合料仍具備使砂漿提高早期強度的效果，在合理使用下對砂漿的流動性 無負面影響。
[0041] 本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明 的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出 其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的 精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護 范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，其特征在于:主要由質量比為8:2~5: 5的石 灰石粉和石渣均勻混合而成，含水率彡0.5%，比表面積彡300m2/kg，80ym方孔篩篩余量彡 1.0%〇2. 根據權利要求1所述的基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，所述的石灰石粉為400~ 1200目磨細石灰石粉。3. 根據權利要求1所述的基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，所述的石渣為經拋光打磨 后所排放的人造石材廢渣，其主要成分為非活性Si0 2以及固化的不飽和樹脂，且Si02含量多 85%〇4. 根據權利要求1所述的基于石灰石粉-石渣的礦物摻合料，所述石渣的比表面積為 250 ~350 m2/kg，表觀密度彡 2120kg/m3。5. -種如權利要求1至4中任一項所述礦物摻合料的應用，其特征在于:將所述的礦物 摻合料作為外部摻合料應用于水泥基砂衆中。6. 根據權利要求5所述的應用，其特征在于:將膠凝材料質量5 %~40 %的所述礦物摻 合料作為外部摻合料直接與膠凝材料混合均勻應用于成水泥基砂漿中。7. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于:對于水泥砂漿，取水泥質量的8%~40%摻 入礦物摻合料;對于水泥混合砂漿，取水泥質量的5 %~35 %摻入礦物摻合料。8. -種如權利要求1至4中任一項所述礦物摻合料的應用，其特征在于:將所述的礦物 摻合料等量取代河砂應用于水泥基砂漿中。9. 根據權利要求8所述的應用，其特征在于:應用于水泥基砂漿中時，礦物摻合料按河 砂質量的5 %~15 %取代河砂后與膠凝材料混合均勻。10. 根據權利要求9所述的應用，其特征在于:對于水泥砂漿，按河砂質量的10 %~15 % 取代河砂;對于水泥混合砂漿，取河砂質量的5 %~12 %取代河砂。
【文檔編號】C04B14/28GK106007432SQ201610331509
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】胡家昱, 郭文瑛, 孫偉民
【申請人】華南理工大學