本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料及其在中等強(qiáng)度混凝土中的用途，該摻和料由以下方法制備得到：(1)將高鎂廢石、濕排粉煤灰、錳渣烘干至含水率為1.0％以下；(2)將烘干的高鎂廢石70～85份、濕排粉煤灰10～20份、錳渣0～10份、礦渣0～10份、熟料0～10份分別粉磨后混合或混合后粉磨至物料的比表面積為601～900m2/kg，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；所述的份數(shù)為重量份。本發(fā)明專利技術(shù)利用高鎂廢石粉的形態(tài)效應(yīng)及填充效應(yīng)，增加混凝土拌合物的密實(shí)度，提高混凝土的流動(dòng)性，且坍落度損失小，對(duì)聚羧酸等外加劑的吸附很低，同時(shí)使混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展較快，后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定。同時(shí)，本發(fā)明專利技術(shù)的摻合料能與高鎂廢石粗細(xì)骨料共同應(yīng)用于混凝土中，大大提高高鎂廢石的利用率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料及在中等強(qiáng)度混凝土中的應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料及其在中等強(qiáng)度混凝土中的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
隨著水泥和混凝土行業(yè)的不斷發(fā)展，大量?jī)?yōu)質(zhì)的石灰石資源不斷被消耗，石灰石礦山的廢棄礦物也逐年增加，這些廢棄物長(zhǎng)期堆存于地表，不僅占用了大量土地資源，也對(duì)環(huán)境有著潛在的危害，如造成土壤和水環(huán)境的污染、破壞植被等。因此，如何處理石灰石礦山廢棄物，進(jìn)而節(jié)省堆存土地，減輕環(huán)境壓力，是水泥行業(yè)亟待解決的重要課題。眾所周知，在開采石灰石礦山時(shí)，優(yōu)質(zhì)的石灰石資源質(zhì)地純正，主要成分為CaCO3，可直接用于煅燒水泥。部分石灰石中含鎂較高，對(duì)水泥安定性產(chǎn)生影響，因此，國(guó)標(biāo)對(duì)水泥中氧化鎂的含量有一定限制，通常要求不超過(guò)5.0％。這就直接限制了含鎂石灰石在水泥中的利用，只能做廢棄處理。隨著國(guó)家節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展等政策的提出，國(guó)內(nèi)研究者、企業(yè)對(duì)高鎂廢石進(jìn)行了嘔心瀝血的研究，也取得一定成果，主要有用高鎂廢石配水泥生料煅燒生產(chǎn)熟料、作為水泥混合材、用高鎂廢石作混凝土粗細(xì)骨料三方面，但未有用高鎂廢石做混凝土摻合料的相關(guān)報(bào)導(dǎo)。高鎂廢石適量用于配制水泥生料時(shí)，其在高溫狀態(tài)形成方鎂石晶格，可降低水泥熟料液相量形成溫度；適量作為混合材或骨料時(shí)，鎂主要以碳酸鎂等惰性鎂存在，可類似于普通石灰石使用，降低水泥生產(chǎn)成本。高鎂廢石應(yīng)用較少，綜合利用有限，且用作水泥生料時(shí)，必須嚴(yán)格控制鎂含量，否則煅燒后的水泥易引起安定性不良；用于混合材時(shí)，受比表面積等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)、使用習(xí)慣等影響，限制了高鎂石灰石的使用量；用作骨料時(shí)，普遍認(rèn)為會(huì)引起堿碳酸反應(yīng)，推廣受到限制。總之，目前高鎂廢石大多當(dāng)廢棄物處理，造成資源浪費(fèi)。導(dǎo)致上述缺陷的原因有：(1)國(guó)標(biāo)對(duì)水泥中氧化鎂的含量有一定限制，通常要求不超過(guò)5.0％，限制高鎂廢石的運(yùn)用，且高鎂廢石煅燒后，含鎂礦物轉(zhuǎn)化成活性MgO，在水泥水化過(guò)程中易引起水泥膨脹開裂；(2)我國(guó)JC/T600-2010《石灰石硅酸鹽水泥》規(guī)定石灰石作混合材時(shí)，碳酸鈣含量不小于75.0％，三氧化二鋁含量不大于2.0％，水泥中石灰石含量小于25％，且水泥比表面積一般控制在400m2/kg以下；(3)在人們的觀念中，高鎂廢石作骨料時(shí)，易發(fā)生堿碳酸反應(yīng)，引起混凝土體積膨脹開裂，因此一般不會(huì)用高鎂廢石做骨料。(4)濕排粉煤灰由于與水、爐底灰等一起混排，導(dǎo)致其活性較低、雜質(zhì)含量較高、勻質(zhì)性差，限制了濕排粉煤灰的推廣應(yīng)用，還可能具有潛在危害性。另外，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，混凝土的需求量也逐漸增大。主流摻合料是干排粉煤灰、礦粉，也有采用普通石灰石粉單獨(dú)做摻合料或和礦粉、干排粉煤灰等混合作礦物摻合料。但現(xiàn)在干排粉煤灰和礦粉已供不應(yīng)求，有的地區(qū)甚至無(wú)摻合料可用，價(jià)格也節(jié)節(jié)攀升，“假干排灰”等不合格品日漸增多，造成混凝土的成本增加且質(zhì)量極其不穩(wěn)定，生產(chǎn)難以控制。濕排粉煤灰由于與水、爐底灰等一起混排，導(dǎo)致其活性較低、雜質(zhì)含量較高、勻質(zhì)性差，限制了濕排粉煤灰的推廣應(yīng)用，長(zhǎng)年堆放將占用土地資源、污染土壤和地下水等，威脅人類健康。加之近年來(lái)，我國(guó)錳工業(yè)的發(fā)展迅速，錳渣治理以及綜合回收利用問(wèn)題也日益突出。目前大量未經(jīng)處理的錳渣直接長(zhǎng)期堆積，將會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，用高鎂廢石、濕排粉煤灰、工業(yè)錳渣等工業(yè)廢渣制備混凝土用摻合料是解決廢石堆積、干排粉煤灰、錳渣堆積的新途徑，同時(shí)也可緩解干排煤灰、礦粉、硅粉等摻合料的緊缺問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)上述技術(shù)、資源、觀念等方面的問(wèn)題，本專利技術(shù)的首要目的在于提供一種高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料的制備方法。本專利技術(shù)的另一目的在于提供由上述方法制得的高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料。本專利技術(shù)的再一目的在于提供上述的高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料在中等強(qiáng)度混凝土中的應(yīng)用，本專利技術(shù)的高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料僅含有少量熟料和礦渣，應(yīng)用于混凝土中時(shí)，可替代現(xiàn)有的摻合料和部分水泥，并可降低混凝土用水量，進(jìn)而降低成本。同時(shí)，可改善混凝土工作性能，增加混凝土的密實(shí)性。同時(shí)，本專利技術(shù)所采用的混凝土粗細(xì)骨料也可為高鎂廢石，改變了傳統(tǒng)上避免使用高鎂廢石作混凝土粗細(xì)骨料的觀念；并提供一種使用高鎂廢石摻合料、高鎂廢石粗細(xì)骨料的混凝土。本專利技術(shù)的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料的制備方法，包括以下步驟：(1)將高鎂廢石、濕排粉煤灰、錳渣、礦渣烘干至含水率為1.0％以下；(2)將烘干的高鎂廢石70～85份、濕排粉煤灰10～20份、錳渣0～10份、礦渣0～10份與0～10份熟料混合，然后粉碎至物料的比表面積為601～900m2/kg，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；或者將上述份數(shù)的原料分別粉磨至比表面積為601～900m2/kg，再混合，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；所述的份數(shù)為重量份。將這幾種材料共同粉磨或分別粉磨，可提高濕排灰和錳渣、礦渣的利用價(jià)值，少量的熟料、礦粉及大量的高鎂廢石粉配制的摻合料能取代更多的礦粉和干排粉煤灰，且能其者發(fā)生水化協(xié)同作用，提高摻合料的活性和在混凝土中的工作性及耐久性。高鎂廢石作混凝土摻合料時(shí)，可把高鎂廢石粉磨更細(xì)，使其具有普通摻合料性能的同時(shí)，更具有填充效應(yīng)和水化效應(yīng)，提高混凝土的工作性和強(qiáng)度；這與高鎂廢石用作水泥生料、混合材或骨料時(shí)所起的作用是不同的。所述的高鎂廢石是MgO含量為3.5～12.6％的石灰石；所述濕排粉煤灰為Ⅲ級(jí)以上粉煤灰，需水量≤115％，燒失量≤15％，45μm方孔篩篩余≤45％；所述錳渣為工業(yè)冶煉金屬錳后的廢渣，礦渣是工業(yè)廢渣，兩者是由不同工藝產(chǎn)生的，其成分不同，不宜將兩者混同；所述的熟料可采用本領(lǐng)域常用的水泥熟料，優(yōu)選普通硅酸鹽水泥熟料。上述方法制得的高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料可應(yīng)用于中等強(qiáng)度混凝土中，替代現(xiàn)有的摻合料和部分水泥；所述的中等強(qiáng)度混凝土是指強(qiáng)度等級(jí)C30～C50的混凝土。一種強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土，含有本專利技術(shù)的復(fù)合礦物摻合料，每立方米混凝土原料配比如下：一種強(qiáng)度等級(jí)為C50的混凝土，含有本專利技術(shù)的復(fù)合礦物摻合料，每立方米混凝土原料配比如下：所述的砂是指高鎂廢石機(jī)制砂、普通石制機(jī)制砂或天然砂中的一種以上。本專利技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：(1)本專利技術(shù)提供一種高鎂廢石利用的有效新途徑，提高高鎂廢石的利用率，變廢為寶，能緩解廢石堆埋等對(duì)環(huán)境造成的危害。同時(shí)，本專利技術(shù)的摻合料能與高鎂廢石粗細(xì)骨料共同應(yīng)用于混凝土中，大大提高高鎂廢石的利用率。(2)本專利技術(shù)的摻合料可廣泛應(yīng)用于混凝土中，僅利用少量熟料和礦渣及大量高鎂廢石配制而成，在混凝土體系中可等質(zhì)量取代50～100％干排粉煤灰，可一定程度減少水泥用量，降低混凝土用水量或外加劑用量，進(jìn)而降低原材料成本，且能有效解決目前摻合料的地區(qū)性供應(yīng)緊張壓力及減少CO2的排放。(3)本專利技術(shù)利用高鎂廢石粉的形態(tài)效應(yīng)及填充效應(yīng)，增加混凝土拌合物的密實(shí)度，提高混凝土的流動(dòng)性，且坍落度損失小，對(duì)聚羧酸等外加劑的吸附很低，同時(shí)使混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展較快，后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定。(4)本專利技術(shù)采用濕排灰、錳渣或礦渣等工業(yè)廢渣及高鎂廢石、熟料共同粉磨或分別粉磨，提高濕排灰細(xì)度及利用價(jià)值，減少其堆積對(duì)環(huán)境造成的污染，也消耗了錳渣等工業(yè)廢渣，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益、環(huán)境效益。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1)將高鎂廢石、濕排粉煤灰、錳渣、礦渣烘干至含水率為1.0％以下；(2)將烘干的高鎂廢石70～85份、濕排粉煤灰10～20份、錳渣0～10份、礦渣0～10份與0～10份熟料混合，然后粉碎至物料的比表面積為601～900m2/kg，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；或者將上述份數(shù)的原料分別粉磨至比表面積為601～900m2/kg，再混合，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；所述的份數(shù)為重量份。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1)將高鎂廢石、濕排粉煤灰、錳渣、礦渣烘干至含水率為1.0％以下；(2)將烘干的高鎂廢石70～85份、濕排粉煤灰10～20份、錳渣0～10份、礦渣0～10份與0～10份熟料混合，然后粉碎至物料的比表面積為601～900m2/kg，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；或者將上述份數(shù)的原料分別粉磨至比表面積為601～900m2/kg，再混合，得到高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料；所述的份數(shù)為重量份；所述的高鎂廢石是MgO含量為3.5～12.6％的石灰石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鎂廢石粉基復(fù)合礦物摻合料的制備方法，其特征在于：所述濕排粉煤灰為Ⅲ級(jí)以上粉煤灰，需水量≤115％，燒失量≤15％，45μm方孔篩篩余≤45...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：紀(jì)友紅，鐘克輝，李巍，曾榮，王高峰，吳有武，勞里林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華潤(rùn)水泥技術(shù)研發(fā)廣西有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣西;45
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