CN101560075B - 一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混凝土的外加剂及其制备方法。一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂，其特征在于：它由石灰石粉、柠檬酸、草酸和石英粉混合、粉磨而成；各原料所占重量份为：石灰石粉10000份、柠檬酸3～10份、草酸40～60份、石英粉400～600份；所述的石灰石粉中的碳酸钙含量不低于85％，比表面积为500～700m2/kg。该方法制备的外加剂具有较好的早强作用，且对后期强度影响很小，缓凝作用好，对混凝土性能有较大改善，并且可获得较好的经济效益。

Description

一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土的外加剂及其制备方法。
背景技术
目前我国正处于基础设施建设高速发展时期，混凝土用量迅速增长，每年开采大量的石灰石作为混凝土粗集料，根据国家相关标准，混凝土粗集料要求粒径在4.75mm以上，这势必产生大量4.75mm以下的石屑、石粉，长期堆放会占用大量土地，不利于生态环境保护。目前的处理方法主要是将其作为混凝土的人工砂，或者磨细后作为水泥的混合材，用这些方法处理石灰石粉，不仅经济效益不明显，而且对水泥、混凝土的性能改善不大。
将石灰石屑作为人工砂取代一部分河砂，对混凝土的工作性能有较大影响，由于石屑的形状不规则，球形度差，会降低混凝土的流动性。将石屑磨细后作为混合材掺入水泥，虽然可改善水泥的保水性能，提高水泥的早期强度，但掺量仅有水泥的5％左右，用量十分有限，难以大量消耗开采石灰石矿山产生的石屑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂及其制备方法，该方法制备的外加剂具有较好的早强作用，且对后期强度影响很小，缓凝作用好。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂，其特征在于：它由石灰石粉、柠檬酸、草酸和石英粉混合、粉磨而成；各原料所占重量份为：石灰石粉10000份、柠檬酸3～10份、草酸40～60份、石英粉400～600份；所述的石灰石粉中的碳酸钙含量不低于85％(质量)，比表面积为500～600m2/kg(粒径在5mm以下)。
柠檬酸和草酸均为工业原料。石英粉中的二氧化硅含量不低于90％(质量)，80μm筛余不大于10％。
上述一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按各原料所占重量份为：石灰石粉10000份、柠檬酸3～10份、草酸40～60份、石英粉400～600份，选取石灰石粉、柠檬酸、草酸和石英粉，备用；所述的石灰石粉中的碳酸钙含量不低于85％(质量)，比表面积为500～700m2/kg(粒径在5mm以下)；
2)先将石灰石粉在100～120℃下烘干，再和柠檬酸、草酸、石英粉混合均匀，然后粉磨(至600～700m2/kg)，得到一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂。
本发明的技术原理如下：以干燥的石灰石粉作为基料，向其中加入柠檬酸、草酸和石英粉作为功能助剂，在混料机中混合均匀，共同投入球磨机中粉磨至指定比表面积后，得到一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂。各组分的功能见表1。
表1一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂各组分的作用
  组分   在粉磨过程中的作用   在水泥中的作用
石灰石粉 基料   提高水泥浆体保水性能、润滑水泥浆体，提高早期强度
柠檬酸   潮解后腐蚀石灰石屑表面，提高粉磨效率 延长凝结时间
草酸   潮解后腐蚀石灰石屑表面，提高粉磨效率 提高早期强度
石英粉   粉磨过程中附着在石灰石屑表面，减少石粉的粘聚成团，提高粉磨效率 填料
用5kg试验小磨进行试验，功能助剂对石屑有较好的助磨作用，见表2。
表2功能助剂对石灰石粉的助磨作用
Figure G2009100620094D00021
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂可改善混凝土的和易性，具有一定减水、缓凝和早强作用，等质量取代10～20％的水泥，在改善混凝土性能的同时，还可获得明显的经济效益。
2、本发明可明显缩短石灰石粉的粉磨时间，降低电耗，节约能源。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
将柠檬酸5份、草酸50份、石英粉500份、经120℃烘干的石灰石粉10000份，投入混料机中混合均匀后，喂入球磨机中，粉磨至比表面积600m2/kg，得到一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂。在P.O42.5中掺入20％(质量)该矿物外加剂，对水泥标准稠度用水量和凝结时间的影响见表3。
表3一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂对水泥净浆性能的影响
  性能指标   标准稠度用水量   初凝时间   终凝时间
  纯水泥   126ml   190min   230min
  掺20％石灰石粉矿物外加剂的水泥   127ml   240min   270min
由表3可见，掺入20％石灰石粉矿物外加剂，对水泥标准稠度用水量影响不大，但凝结时间延长了约40～50min，具有一定的缓凝作用。
实施例2：
将柠檬酸10份、草酸60份、石英粉600份、经100℃烘干的石灰石粉(或称石灰石屑)10000份，投入混料机中混合均匀后，喂入球磨机中，粉磨至比表面积700m2/kg，得到一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂。在P.O42.5中掺入10％(质量)该矿物外加剂，对水泥胶砂强度的影响见表4。
表4一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂对水泥胶砂流动度和胶砂强度的影响
性能指标   胶砂流动度mm   3d抗折强度MPa   3d抗压强度MPa   28d抗折强度MPa   28d抗压强度MPa
  纯水泥   190   6.3   28.6   9.2   55.2
  掺10％石灰石粉矿物外加剂 225 7.1 32.5 9.8 54.7
由表4可见，掺入10％石灰石粉矿物外加剂，水泥胶砂流动度明显增大。3d和28d抗折强度均有所提高，3d抗压强度有明显提高，28d抗压强度略有下降。本发明提供的一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂具有较好的早强作用，且对后期强度影响很小。
实施例3：
将柠檬酸10份、草酸60份、石英粉600份、经100℃烘干的石灰石粉10000份，投入混料机中混合均匀后，喂入球磨机中，粉磨至比表面积700m2/kg，得到一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂。按表5的配比进行混凝土试验，试验数据见表6。
表5混凝土试验配合比
编号   水kg   PO42.5水泥kg   II级粉煤灰kg   石灰石粉矿物外加剂kg   萘系减水剂kg   砂kg   石kg
  1#   175   280   80   0   7   800   1060
  2#   175   260   50   50   7   800   1060
表6混凝土性能
  编号   初始坍落度mm   1h坍落度mm   7d强度MPa   28d强度MPa
  1#   180   150   31.4   38.9
  2#   210   200   33.7   37.8
由表5、表6可见，在用50kg石灰石粉矿物外加剂替代20kg水泥和30kg粉煤灰，混凝土的流动性明显改善，坍落度损失减小，7d强度提高，28d强度略有下降。使用本发明提供的一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂，对混凝土性能有较大改善，并且可获得较好的经济效益。
本发明的柠檬酸、草酸、石英粉、石灰石粉的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。

Claims (3)

1.一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂，其特征在于：它由石灰石粉、柠檬酸、草酸和石英粉混合、粉磨而成；各原料所占重量份为：石灰石粉10000份、柠檬酸3～10份、草酸40～60份、石英粉400～600份；所述的石灰石粉中的碳酸钙含量不低于85％，比表面积为500～700m2/kg。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂，其特征在于：石英粉中的二氧化硅含量不低于90％，80μm筛余不大于10％。
3.如权利要求1所述的一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按各原料所占重量份为：石灰石粉10000份、柠檬酸3～10份、草酸40～60份、石英粉400～600份，选取石灰石粉、柠檬酸、草酸和石英粉，备用；所述的石灰石粉中的碳酸钙含量不低于85％，比表面积为500～700m2/kg；
2)先将石灰石粉在100～120℃下烘干，再和柠檬酸、草酸、石英粉混合均匀，然后粉磨，得到一种混凝土专用石灰石粉矿物外加剂。
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