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CN104844111A - 一种掺合料及其制备方法及由其制备的混凝土 - Google Patents

一种掺合料及其制备方法及由其制备的混凝土 Download PDF

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CN104844111A CN201510213450.3A CN201510213450A CN104844111A CN 104844111 A CN104844111 A CN 104844111A CN 201510213450 A CN201510213450 A CN 201510213450A CN 104844111 A CN104844111 A CN 104844111A
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Abstract

本发明提供了一种掺合料，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30-70％、砂岩0-30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石18-22％、石膏3-6％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5-10％、锰矿渣或磷矿渣粉0-15％。本发明所提供的一种掺合料，其制备方法简单，储备、运输及使用均很方便。本发明还提供了该掺合料的制备方法以及由其制备的混凝土。

Description

一种掺合料及其制备方法及由其制备的混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种掺合料及其制备方法及由其制备的混凝土。
背景技术
目前，用于建材行业的掺合料主要为矿渣、粉煤灰等工业废渣。近年我国基础建设的迅速发展带动了水泥和混凝土产业的急剧扩张，导致粉煤灰、矿渣等原本作为废渣利用的掺合料变得非常紧俏，其中，高炉矿渣的优良使用性能致使其价格不断上涨，一度甚至超过熟料价格。可见开发掺合料新品种日渐成为建筑行业研究的当务之急。
玄武岩(basalt)属基性火山岩，其结构致密，比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。玄武岩是一种优质的交通建筑用石，特别是建筑修筑公路、铁路、港口码头、机场跑道等工程中最好的建筑材料之一，其具有抗压强度大、压碎值低、耐磨、吸水率低、导电性弱、抗腐蚀性强、沥青粘附性强等特点，国际认可是发展铁路运输及公路运输最好的基石。
目前对玄武岩制备水泥的研究较多，例如：
骆秉银、魏广、沙延和、吴丽亚的《用玄武岩作水泥混合材》(水泥技术，1999(2):49-50)
吴武军的《玄武岩作混合材生产水泥的实验研究》(四川水泥，1997.1:33-35)
周会成的《玄武岩作水泥原材料的试验研究》(洛阳高等专科学校学报，2003,13(3):7-10)
谢莎莎.《水泥-火山灰质胶凝体系水化机理研究》([硕士学位论文]，武汉：长江科学院，2010)
陈长青,陈雁安,牟善彬.《玄武岩的水化活性及其用作水泥混合材的实验研究》(国外建材科技，2003.24(1):9-10)
以上的研究均主要集中在如何对玄武岩制备水泥，而对于使用玄武岩制备掺合料，以及由玄武岩制成的掺合料制备混凝土，则鲜有研究，目前国内外对玄武岩在混凝土中的应用主要分为两个方面：一方面由于其具有耐磨、抗压、压碎值低、吸水率低、导电性弱、沥青粘附能力强以及耐腐蚀性强等特点而用作制备道路沥青混凝土的粗骨料；另一方面将玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，掺入混凝土中提高其性能，但其成本较高，每吨玄武岩纤维约为20000元。
中国专利CN102674782B提供了一种“用玄武岩微粉-矿渣微粉-石灰石粉做掺合料制备混凝土的方法”，其将玄武岩、矿渣、石灰石分别粉磨为微粉，再混合均匀作为掺合料，在制备混凝土的过程中，再向拌合水中加入减水剂和激发剂。该技术方案对玄武岩、矿渣、石灰石的微粉标准有不同要求，因此制造过程比较复杂，且在制备混凝土过程中需另行再加入激发剂等辅助成分，因此也使得制备混凝土的过程比较繁琐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种掺合料及其制备方法，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种掺合料，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30-70％、砂岩0-30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石18-22％、石膏3-6％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5-10％、锰矿渣或磷矿渣粉0-15％。
优选地，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30％、砂岩30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％、锰矿渣或磷矿渣粉10％。
优选地，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩60％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％、锰矿渣或磷矿渣粉10％。
优选地，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩70％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％。
本发明还提供了上述掺合料的制备方法，将上述原料按质量比投入管磨或者球磨设备，经粉磨后获得的比表面积在400以上的粉状混合物即是所述掺合料成品。
本发明还提供了由上述掺合料制备的混凝土，所述掺合料在所述混凝土中的质量比为20-30％。
本发明所提供的一种掺合料，其制备方法简单，储备、运输及使用均很方便。本发明还提供了该掺合料的制备方法以及由其制备的混凝土。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
本发明提出了一种掺合料，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30-70％、砂岩0-30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石18-22％、石膏3-6％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5-10％、锰矿渣或磷矿渣粉0-15％。
本发明所提供的掺合料与现有技术中使用玄武岩作为原料的掺合料的最大区别在于，本发明所提供的掺合料在生产时，可直接将各原料按质量比投入管磨或者球磨设备，经粉磨后获得的比表面积在400以上的粉状混合物即是掺合料成品，不需要额外的配制和加工，即可在生产混凝土时使用。
所述玄武岩优选采用玄武岩尾矿，即粒度在0-5mm的玄武岩颗粒，因现有玄武岩开采过程中，尾矿作为废渣丢弃，在本发明所提供的技术方案中，一方面可将玄武岩尾矿进一步开放利用，另一方面玄武岩尾矿更容易粉磨。将玄武岩作为主要成分，可大大降低所述掺合料的成本，当然，使用砂岩替代部分玄武岩可进一步降低所述掺合料的成本。
煤灰或者经煅烧的煤矸石主要作用是使得所述玄武岩能够容易被磨成粉末，其能够使玄武岩的粉磨时间减少30％以上；此外，由于粉煤灰或者经煅烧的煤矸石本身也可作为掺合料原料使用，因此，其同样能起到一定的改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级等作用。
石膏可进一步使得所述玄武岩能够容易被磨成粉末，发明人通过实践发现加入石膏后可使玄武岩粉磨时间减少5％以上，此外对于应用于不同等级混凝土的掺合料，通过调整石膏的比例，还可调节所述掺合料在用于不同等级的混凝土时的凝结时间，
硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料作用是用于激发所述掺合料的活性，此外，发明人通过实践发现加入硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料后同样可使玄武岩粉磨时间减少5％以上。
锰矿渣或磷矿渣粉可在保障所述掺合料参数性能的前提下，进一步降低所述掺合料的成本。
本发明所提供的掺合料可用于C10-C50等级混凝土使用。
在一个优选实施例中，所述掺合料由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30％、砂岩30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％、锰矿渣或磷矿渣粉10％。
在一个优选实施例中，所述掺合料由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩60％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％、锰矿渣或磷矿渣粉10％。
在一个优选实施例中，所述掺合料由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩70％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％。
本发明还提供了一种上述掺合料的制备方法，将各原料按质量比投入管磨或者球磨设备，经粉磨后获得的比表面积在400以上的粉状混合物即是所述掺合料成品。
本发明还提供了一种由上述掺合料制备的混凝土，所述掺合料在所述混凝土中的质量比为20-30％。
本发明所提供的一种掺合料，其制备方法简单，储备、运输及使用均很方便。本发明还提供了该掺合料的制备方法以及由其制备的混凝土。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种掺合料，其特征在于，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30-70％、砂岩0-30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石18-22％、石膏3-6％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5-10％、锰矿渣或磷矿渣粉0-15％。
2.根据权利要求1所述的掺合料，其特征在于，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩30％、砂岩30％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％、锰矿渣或磷矿渣粉10％。
3.根据权利要求1所述的掺合料，其特征在于，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩60％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％、锰矿渣或磷矿渣粉10％。
4.根据权利要求1所述的掺合料，其特征在于，其由下列原料按质量比磨成粉后混合制成：玄武岩70％、粉煤灰或者经煅烧的煤矸石20％、石膏5％、硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料5％。
5.一种权利要求1-4之一所述的掺合料的制备方法，将各原料按质量比投入管磨或者球磨设备，经粉磨后获得的比表面积在400以上的粉状混合物即是所述掺合料成品。
6.一种由权利要求1-4之一所述的掺合料制备的混凝土，所述掺合料在所述混凝土中的质量比为20-30％。
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