CN104926173B - 复合矿渣微粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合矿渣微粉，其原料的组成及其质量份数为：铁矿渣1‑20份、粉煤灰20‑50份、磷矿渣30‑80份、碳酸钠粉1‑2份、白糖1‑5份、盐5‑10份、石英粉10‑20份；制备方法采用先用辊压机粗粉、再用球磨机分级细粉，最终达到比表面积大于650m²/kg的要求。本发明提供一种复合矿渣微粉及其制备方法，复合矿渣微粉的易磨性高、活性高，满足不同时期的活性要求，用在水泥、混凝土中增强和易性、胶黏性、早强性。
Description
技术领域
本发明属于水泥的添加剂领域，具体涉及一种复合矿渣微粉及其制备方法。
背景技术
矿渣微粉是一种添加剂，目前广泛添加于混凝土和水泥中。主要作用是可以提高水泥、混凝土的早强和改善混凝土的某些特性，如和易性、提高早强、减少水化热等。
矿渣微粉的活性大小直接决定了混凝土及水泥的性能高低，矿渣微粉的比表面积是指单位质量物料所具有的总面积，随着矿渣微粉的比表面积的增加，其活性也跟着增加。
目前生产的矿渣微粉，主要材料是用高炉冶炼铁水碎渣(铁矿渣)，而由于铁矿渣的易磨性很低，使得其比表面积最大只能到450m2/kg，活性也较低且难以保证混凝土不同时期的活性需求，研磨过程中的耗电量也较高。因此，急需一种复合型的矿渣微粉，提高比表面积，增强活性，另外，在研发的过程发现，现有的铁矿渣作为矿渣微粉，用在水泥、混凝土中的和易性、胶黏性、早强性等特性均较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合矿渣微粉及其制备方法，复合矿渣微粉的易磨性高、活性高，满足不同时期的活性要求，用在水泥、混凝土中增强和易性、胶黏性、早强性。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：复合矿渣微粉，其原料的组成及其质量份数为：铁矿渣1-20份、粉煤灰20-50份、磷矿渣30-80份、碳酸钠粉10-15份、白糖10-15份、盐5-10份、石英粉10-20份。
采用本发明技术方案的复合矿渣微粉，铁矿渣是高炉冶炼铁水后排放的碎渣，含有部分铁，对于混凝土的强度有一定增加，但是其易磨性很低，使得在研磨过程中耗电量较高。磷矿渣和粉煤灰都是工业排放物，获取成本低，易磨性高，且两者粒度可相互填充空隙，提高混凝土密度和强度。磷矿渣能显著提高混凝土前期活性，但是随着其活性随时间降低，造成后期混凝土活性下降，而粉煤灰前期活性较低，然后逐渐增加，在后期活性较高，两者结合满足不同时期混凝土活性的需求，而且磷矿渣还具有激发粉煤灰活性的作用。碳酸钠粉，加入在矿渣微粉中，能加快水泥的硬化速度。白糖加入矿渣微粉中，能减缓水泥的硬化速度，且糖溶化后有粘性，能增强水泥的胶黏性。盐加入矿渣微粉中，能增强水泥的和易性。因此，碳酸钠粉、白糖、盐的比例即决定矿渣微粉的和易性、早强性。石英粉加入在矿渣微粉中，增强水泥的强度和方法性能。上述七种原料按照配比制得复合矿渣微粉，据试验结果显示易磨性高、活性高，满足不同时期的活性要求，用在水泥、混凝土中增强和易性、胶黏性、早强性。
进一步，所述的原料组成及其质量份数为：铁矿渣5份、粉煤灰25份、磷矿渣42份、碳酸钠粉1.3份、白糖2份、盐6份、石英粉12份。
进一步，所述的原料组成及其质量份数为：铁矿渣7份、粉煤灰30份、磷矿渣32份、碳酸钠粉1.8份、白糖3份、盐10份、石英粉14份。、
进一步，所述的原料组成及其质量份数为：铁矿渣10份、粉煤灰35份、磷矿渣35份、碳酸钠粉1.5份、白糖2.5份、盐7份、石英粉13份。
进一步，所述的原料组成及其质量份数为：铁矿渣15份、粉煤灰40份、磷矿渣50份、碳酸钠粉1.4份、白糖4份、盐9份、石英粉16份。
进一步，所述的原料组成及其质量份数为：铁矿渣18份、粉煤灰45份、磷矿渣65份、碳酸钠粉1.6份、白糖4.5份、盐7份、石英粉11份。
复合矿渣微粉的制备方法，操作步骤如下：
一、将铁矿渣、粉煤灰、磷矿渣、碳酸钠粉、白糖、盐、石英粉混合均匀，加入辊压机破碎，过筛，筛选出比表面积大于350m2/kg的一级微粉；
二、将步骤一得到的一级微粉加入球磨机中研磨，再用V型分级机筛选得到比表面积大于550m2/kg的二级微粉；
三、将步骤二得到的二级微粉加入球磨机中研磨，再用气流分级机中筛选得到比表面积大于650m2/kg的三级微粉。
先将七种原料混合均匀，先通过辊压机的初步破碎，筛选出比表面积大于350m2/kg的一级微粉，再加入球磨机中研磨，得到比表面积大于550m2/kg的二级微粉，再继续用球磨机研磨，得到比表面积大于650m2/kg的三级微粉，此组合主要是辊压机进行较大颗粒的破碎，球磨机进行较小颗粒的研磨，充分利用了辊压机和球磨机工作类别和功率不同，保证最大的研磨效率，研磨的效率高，且集中相似粒度的微粉研磨时，研磨的细度更细。
进一步，所述步骤一中的破碎、筛选后的比表面积小于350m2/kg的颗粒再次加入辊压机中破碎，如此重复，得到比表面积大于350m2/kg的一级微粉。
进一步，所述步骤二中的研磨、筛选后的比表面积小于550m2/kg的颗粒再次加入球磨机中研磨，如此重复，得到比表面积大于550m2/kg的二级微粉。
进一步，所述步骤三中的研磨、筛选后的比表面积小于650m2/kg的颗粒再次加入球磨机中研磨，如此重复，得到比表面积大于650m2/kg的三级微粉。
反复充分破碎、研磨，避免浪费，充分利用，提高研磨的比表面积。
具体实施方式
本发明复合矿渣微粉的各实施例原料组成及其质量如表1所示：单位：kg：
表1
| 铁矿渣 | 粉煤灰 | 磷矿渣 | 碳酸钠粉 | 白糖 | 盐 | 石英粉 | |
| 实施例一 | 1 | 20 | 30 | 1 | 1 | 5 | 10 |
| 实施例二 | 5 | 25 | 42 | 1.3 | 2 | 6 | 12 |
| 实施例三 | 7 | 30 | 32 | 1.8 | 3 | 10 | 14 |
| 实施例四 | 10 | 35 | 35 | 1.5 | 2.5 | 7 | 13 |
| 实施例五 | 15 | 40 | 50 | 1.4 | 4 | 9 | 16 |
| 实施例六 | 18 | 45 | 65 | 1.6 | 4.5 | 7 | 11 |
| 实施例七 | 20 | 50 | 80 | 2 | 5 | 10 | 20 |
| 对比例一 | 0.5 | 19 | 25 | 0.5 | 0.5 | 4 | 9 |
| 对比例二 | 21 | 51 | 81 | 2.5 | 5.5 | 11 | 21 |
对比例三为现有的仅有铁矿渣的矿渣微粉。
下面以实施例一为例说明本发明的制备方法：
一、取铁矿渣1kg、粉煤灰20kg、磷矿渣30kg、碳酸钠粉1kg、白糖1kg、盐5kg、石英粉10kg混合均匀，加入辊压机破碎，用筛网过筛，筛选出比表面积大于350m2/kg的一级微粉；比表面积小于350m2/kg的颗粒再次加入辊压机中破碎，如此重复三次，得到比表面积大于350m2/kg的一级微粉；
二、将步骤一得到的一级微粉加入球磨机中研磨，再用V型分级机筛选得到比表面积大于550m2/kg的二级微粉；比表面积小于550m2/kg的颗粒再次加入球磨机中研磨，如此重复三次，得到比表面积大于550m2/kg的二级微粉；
三、将步骤二得到的二级微粉加入球磨机中研磨，再用气流分级机中筛选得到比表面积大于650m2/kg的三级微粉；比表面积小于650m2/kg的颗粒再次加入球磨机中研磨，如此重复三次，得到比表面积大于650m2/kg的三级微粉。
实施例二～实施例七、对比例一～对比例三的操作方法除表1的原料用料不同之外，均与实施例一的操作方法一致。
以下用实验证明在水泥中添加本发明复合矿渣微粉实施例一～实施例七与对比例一～对比例三的效果，水泥采用重庆某水泥公司生产的普通硅酸盐水泥。
实验一、和易性：
测试实施例一～实施例七、对比例一～对比例三的坍落度，通过2h的坍落度测定和易性，结果如表2所示，单位mm：
表2
由表二可得知，实施例一～实施例三的易和性明显强于对比例一～对比例三，且实施例五的和易性最好。
实验二、胶黏性：
用相同的金属杆100根，每组十根，金属杆垂直插入加有实施例一～实施例七、对比例一～对比例三的水泥中，插入1min后再垂直提起，在5s内观察水泥在金属杆上粘连的水泥量确定水泥的胶黏性，结果如表3所示，用*表示水泥的粘黏量，*越多表示粘黏的水泥越多，则说明粘性越强。
表3
由表3得知，实施例一～实施例七的胶黏性均强于对比例一～对比例三，且实施例五的胶黏性最强。
实验三、早强性：
测定水泥的3d、7d、28d的抗压强度，从而确定水泥的早强性，结果如表4所示，单位Mpa：
表4
由表4可知，实施例一～实施例七的在3d的强度即可达到对比例第7d的抗压强度，7d的强度即可达到对比例第28d的抗压强度，可见，实施例一～实施例七的早强性均强于对比例一～对比例三，且实施例五的早强性最好。
由上述三个实验来看，本实施例一～实施例七的和易性、早强性和胶黏性均强于对比例一～对比例三，综合性能好，且实施例五的综合性能最佳。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (5)
1.复合矿渣微粉，其特征在于：其原料组成及其质量份数为：铁矿渣15份、粉煤灰40份、磷矿渣50份、碳酸钠粉1.4份、白糖4份、盐9份、石英粉16份；
其制作方法为：
一、将铁矿渣、粉煤灰、磷矿渣、碳酸钠粉、白糖、盐、石英粉混合均匀，加入辊压机破碎，过筛，筛选出比表面积大于350m²/kg的一级微粉；
二、将步骤一得到的一级微粉加入球磨机中研磨，再用V型分级机筛选得到比表面积大于550m²/kg的二级微粉；
三、将步骤二得到的二级微粉加入球磨机中研磨，再用气流分级机中筛选得到比表面积大于650m²/kg的三级微粉。
2.如权利要求1所述复合矿渣微粉的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：
一、将铁矿渣、粉煤灰、磷矿渣、碳酸钠粉、白糖、盐、石英粉混合均匀，加入辊压机破碎，过筛，筛选出比表面积大于350m²/kg的一级微粉；
二、将步骤一得到的一级微粉加入球磨机中研磨，再用V型分级机筛选得到比表面积大于550m²/kg的二级微粉；
三、将步骤二得到的二级微粉加入球磨机中研磨，再用气流分级机中筛选得到比表面积大于650m²/kg的三级微粉。
3.如权利要求2所述复合矿渣微粉的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的破碎、筛选后的比表面积小于350m²/kg的颗粒再次加入辊压机中破碎，如此重复，得到比表面积大于350m²/kg的一级微粉。
4.如权利要求2所述复合矿渣微粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的研磨、筛选后的比表面积小于550m²/kg的颗粒再次加入球磨机中研磨，如此重复，得到比表面积大于550m²/kg的二级微粉。
5.如权利要求2所述复合矿渣微粉的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的研磨、筛选后的比表面积小于650m²/kg的颗粒再次加入球磨机中研磨，如此重复，得到比表面积大于650m²/kg的三级微粉。
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