本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料及其制備方法，所述摻和料原料含有改性花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣以及增強(qiáng)活化劑，前三種原料質(zhì)量比例如下：改性花崗巖石粉40?70份，改性粉煤灰10?25份，礦渣15?35份，并且三者質(zhì)量合計100份，增強(qiáng)活化劑質(zhì)量占前三者總質(zhì)量的0.1?0.3％。其制備方法為：按比例稱取原料改性花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣、增強(qiáng)活化劑，將原料混合后放入球磨機(jī)中，粉磨至45μm方孔篩篩選量小于10％，得到的篩下物料烘干、冷卻后得到花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料。本發(fā)明專利技術(shù)方案增強(qiáng)了花崗巖石粉活性，提高了花崗巖石粉的利用率，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于固體廢棄物處理與資源化利用
，涉及一種花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料及其制備方法。
技術(shù)介紹
花崗巖作為大陸地殼的主要組成部分，是一種分布廣泛、資源豐富的巖石。在機(jī)制砂生產(chǎn)和石材制造過程中會產(chǎn)生大量的花崗巖石粉，花崗巖石粉隨意堆置不僅占用寶貴的耕地資源、降低土壤質(zhì)量，還會造成對環(huán)境的污染以及資源的浪費。目前已有國內(nèi)研究人員對花崗巖石粉取代水泥做摻合料的可行性進(jìn)行了研究，通過與硅灰、粉煤灰等礦物摻合料進(jìn)行復(fù)摻取代水泥解決花崗巖石粉污染與資源浪費的問題。由于花崗巖石粉為一種惰性材料，目前用花崗巖石粉取代水泥一般只是單純將花崗巖石粉作為水泥混合材或者進(jìn)行簡單改性處理再摻入混凝土中，因而普遍存在花崗巖石粉摻量偏低的問題，一般代替水泥的5-15％，并且隨著花崗巖石粉摻量的增加，混凝土強(qiáng)度隨之下降、粘聚性和保水性也較差。因此，研究如何增加花崗巖石粉的摻量，同時又能提高砂漿混凝土的力學(xué)性能和工作性能的新方案具有重大的現(xiàn)實意義。中國專利CN104844081A申請的一種以花崗巖石粉為主要礦物摻合料的混凝土，在其申請的專利中，混凝土其原料配比為：水215重量份，水泥234重量份，天然砂730重量份，碎石1095重量份，花崗巖石粉63重量份，粉煤灰63重量份。該專利采用花崗巖石粉和粉煤灰作為摻合料，利用兩者協(xié)同作用，得到滿足強(qiáng)度要求的混凝土，但是其中石粉占總膠凝材料的用量只有17.5％，摻量較少。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料及其制備方法，所得花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料可以明顯的提高花崗巖石粉在砂漿中的摻量，并且能夠滿足砂漿混凝土的力學(xué)性能和工作性能。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案是：提供一種花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料，其原料含有改性花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣以及增強(qiáng)活化劑，前三種原料質(zhì)量比例如下：改性花崗巖石粉40-70份，改性粉煤灰10-25份，礦渣15-35份，并且三者質(zhì)量合計100份，增強(qiáng)活化劑質(zhì)量占前三者總質(zhì)量的0.1-0.3％；所述改性花崗巖石粉由花崗巖石粉和復(fù)合改性劑混磨而成，粉磨至200目方孔篩篩選量小于30％，其中復(fù)合改性劑占花崗巖石粉質(zhì)量的1-3％，所述復(fù)合改性劑按質(zhì)量百分比由60％的堿性激發(fā)劑和40％的硫酸鹽激發(fā)劑組成；所述改性粉煤灰制備方法為：將粉煤灰和生石灰以質(zhì)量比9:1混合,在100℃條件下水熱處理24h，烘干后在900℃進(jìn)行煅燒1h再急冷得到；所述增強(qiáng)活化劑按質(zhì)量百分比由30％聚合多元醇、50％三乙醇胺和20％木質(zhì)素磺酸鈣組成。按上述方案，所述花崗巖石粉中SiO2含量不低于60wt％。按上述方案，所述粉煤灰密度不小于2.05g/cm3，45μm篩余為65％以上，為等外粉煤灰。按上述方案，所述礦渣為S75礦渣粉，其7d活性指數(shù)大于55％，28d的活性指數(shù)大于75％。按上述方案，所述堿性激發(fā)劑為水玻璃，模數(shù)為1.0-2.5。按上述方案，所述硫酸鹽激發(fā)劑選自磷石膏或脫硫石膏中的至少一種，其中CaSO4·2H2O的含量≥90％。本專利技術(shù)還提供上述花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料的制備方法，其步驟如下：按比例稱取原料改性花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣、增強(qiáng)活化劑，將原料混合后放入球磨機(jī)中，粉磨至45μm方孔篩篩選量小于10％，得到的篩下物料烘干、冷卻后得到花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料。本專利技術(shù)還提供基于上述花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料得到的砂漿。按上述方案，所述花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料質(zhì)量占水泥總量的25-35％。本專利技術(shù)通過使用復(fù)合改性劑將花崗巖中二氧化硅和氧化鋁成分進(jìn)行活化，其中SO42-可以與活性Al2O3和Ca(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生鈣礬石，促進(jìn)早期強(qiáng)度的提高；在堿性激發(fā)劑的激發(fā)下原材料中的硅鋁質(zhì)顆粒凝聚在一起，迅速水化產(chǎn)生C-S-H凝膠；并且采用增強(qiáng)活化劑提高球磨機(jī)工作效率，增加原料表面活性，從而使所得到的復(fù)合礦物摻合料可以明顯的提高花崗巖石粉的摻量，并且能有效的滿足砂漿混凝土的力學(xué)性能和工作性能。本專利技術(shù)的有益效果在于：1、本專利技術(shù)通過使用復(fù)合改性劑將花崗巖中二氧化硅和氧化鋁成分進(jìn)行活化，增加了改性花崗巖石粉與其他原料的相容性；2、在混磨時加入增強(qiáng)活化劑，一方面在原料粉磨過程中可以顯著降低物料的表面能，克服原料間的吸引力，減小粉碎阻力，防止糊球糊磨，從而降低磨機(jī)功耗，提高粉磨效率，另一方面增強(qiáng)活化劑對增加原料表面活性、提高混凝土的早期強(qiáng)度，改善流動性帶來一定的好處；也有利于改善水泥混凝土的和易性、抗?jié)B性和抗凍性；3、本專利技術(shù)采用堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑混合使用，早期水化過程中促進(jìn)花崗巖石粉中活性SiO2以及Al2O3的溶出，與Ca(OH)2反應(yīng)形成C-S-H凝膠和鈣礬石，使更多的花崗巖石粉玻璃體中的Ca2+、AlO45-、Al3+、SiO44-離子進(jìn)入溶液，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，有利于混凝土后期強(qiáng)度的增加；4、采用花崗巖石粉與改性粉煤灰、礦渣按比例共同摻入，花崗巖石粉可以提高早期強(qiáng)度，而改性粉煤灰和礦渣則可以提高后期強(qiáng)度，兩者產(chǎn)生互補(bǔ)，產(chǎn)生協(xié)同作用，提高砂漿和混凝土的強(qiáng)度。因此本專利技術(shù)方案增強(qiáng)了花崗巖石粉活性，提高了花崗巖石粉的利用率(采用花崗巖石粉可代替水泥-改性粉煤灰-礦渣膠凝材料體系中水泥用量的25-35％，并且該體系工作性能和強(qiáng)度良好)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。具體實施方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本專利技術(shù)實施例所用花崗巖石粉中SiO2含量為66.7％；所用粉煤灰密度為2.05g/cm3，45μm篩余為65％，為等外粉煤灰；所用礦渣為S75礦渣粉，其7d活性指數(shù)為55％，28d的活性指數(shù)為75％。對比例1配制砂漿，所用水泥為標(biāo)號為42.5的普通硅酸鹽水泥，所用原料及配比見表1。參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法)》，進(jìn)行砂漿流動性以及抗壓強(qiáng)度測試，所試配的砂漿流動度和抗壓強(qiáng)度見表2。表1實施例1制備改性花崗巖石粉：以花崗巖石粉和復(fù)合改性劑為原料，取占花崗巖石粉質(zhì)量的1％的復(fù)合改性劑(按質(zhì)量百分比由60％的堿性激發(fā)劑和40％的硫酸鹽激發(fā)劑組成，其中堿性激發(fā)劑為水玻璃，模數(shù)為2.3，硫酸鹽激發(fā)劑為磷石膏，CaSO4·2H2O的含量為90.5％)，然后將花崗巖石粉和復(fù)合改性劑混磨，粉磨至200目方孔篩篩選量小于30％，得到改性花崗巖石粉。制備改性粉煤灰：將粉煤灰和生石灰以質(zhì)量比9:1混合,在100℃條件下水熱處理24h，烘干后在900℃進(jìn)行煅燒1h再急冷得到。制備花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料：按質(zhì)量比稱取改性花崗巖石粉40份、改性粉煤灰25份、礦渣35份，并取增強(qiáng)活化劑(按質(zhì)量百分比由30％聚合多元醇、50％三乙醇胺和20％木質(zhì)素磺酸鈣組成)，增強(qiáng)活化劑加入量占花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣質(zhì)量之和的0.2％。將上述原料放入球磨機(jī)中粉磨至45μm方孔篩篩選量小于10％，得到的篩下物料烘干、冷卻后得到花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料。將本實施例所得花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料應(yīng)用水泥砂漿中(具體配比見表1)，采用花崗巖石粉復(fù)合摻合料取代30％的水泥，并參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法)》，進(jìn)行砂漿本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料，其特征在于，原料含有改性花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣以及增強(qiáng)活化劑，前三種原料質(zhì)量比例如下：改性花崗巖石粉40?70份，改性粉煤灰10?25份，礦渣15?35份，并且三者質(zhì)量合計100份，增強(qiáng)活化劑質(zhì)量占前三者總質(zhì)量的0.1?0.3％；所述改性花崗巖石粉由花崗巖石粉和復(fù)合改性劑混磨而成，粉磨至200目方孔篩篩選量小于30％，其中復(fù)合改性劑占花崗巖石粉質(zhì)量的1?3％，所述復(fù)合改性劑按質(zhì)量百分比由60％的堿性激發(fā)劑和40％的硫酸鹽激發(fā)劑組成；所述改性粉煤灰制備方法為：將粉煤灰和生石灰以質(zhì)量比9:1混合,在100℃條件下水熱處理24h，烘干后在900℃進(jìn)行煅燒1h再急冷得到；所述增強(qiáng)活化劑按質(zhì)量百分比由30％聚合多元醇、50％三乙醇胺和20％木質(zhì)素磺酸鈣組成。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料，其特征在于，原料含有改性花崗巖石粉、改性粉煤灰、礦渣以及增強(qiáng)活化劑，前三種原料質(zhì)量比例如下：改性花崗巖石粉40-70份，改性粉煤灰10-25份，礦渣15-35份，并且三者質(zhì)量合計100份，增強(qiáng)活化劑質(zhì)量占前三者總質(zhì)量的0.1-0.3％；所述改性花崗巖石粉由花崗巖石粉和復(fù)合改性劑混磨而成，粉磨至200目方孔篩篩選量小于30％，其中復(fù)合改性劑占花崗巖石粉質(zhì)量的1-3％，所述復(fù)合改性劑按質(zhì)量百分比由60％的堿性激發(fā)劑和40％的硫酸鹽激發(fā)劑組成；所述改性粉煤灰制備方法為：將粉煤灰和生石灰以質(zhì)量比9:1混合,在100℃條件下水熱處理24h，烘干后在900℃進(jìn)行煅燒1h再急冷得到；所述增強(qiáng)活化劑按質(zhì)量百分比由30％聚合多元醇、50％三乙醇胺和20％木質(zhì)素磺酸鈣組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料，其特征在于所述花崗巖石粉中SiO2含量不低于60wt％。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花崗巖石粉復(fù)合礦物摻合料，其特征在于所述粉煤灰密度不小于2.0...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李相國，尹輪，劉卓霖，譚洪波，楊蓉，明添，笪俊偉，
申請(專利權(quán))人：武漢理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42
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