CN105110672B - 气相沉积法均质改性粉煤灰的方法 - Google Patents

气相沉积法均质改性粉煤灰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，包括有以下步骤：1)将复合研磨助剂经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，混合均匀后研磨；2)将经雾化后的表面改性剂自然沉积在研磨后的粉煤灰表面；3)将缓凝保坍组分与粉煤灰混合即得改性粉煤灰。本发明的优点在于：(1)提升粉煤灰的研磨效率；(2)采用表面改性剂高效分散组分，避免了粉煤灰由于机械活化而引起的需水量增大问题，改善混凝土的工作性；(3)采用表面改性剂增强组分，提高粉煤灰早期强度；(4)保证粉煤灰性能的稳定性。(5)工业固体废弃物磷石膏作为缓凝保坍组分，加入到粉煤灰中，可以大幅度减少混凝土的经时损失。

Description

气相沉积法均质改性粉煤灰的方法
技术领域
本发明涉及一种气相沉积法均质改性粉煤灰，经改性后的粉煤灰可应用于商品混凝土，属于建筑材料领域。
背景技术
粉煤灰是火力发电厂排放的一种工业废渣，其排放量大，而且分布较广。目前，将粉煤灰作为混凝土掺合料使用，已成为粉煤灰治理的主要途径之一。国内在粉煤灰利用方面侧重于粉煤灰大掺量直接应用与混凝土中，而大掺量直接利用并不能充分发挥粉煤灰的潜在水化活性，从而使得粉煤灰利用率较低，附加值较小，倘若粉煤灰掺入过多或者使用不当，还会使混凝土产生其他弊病。目前存在的粉煤灰的活化改性技术主要分为机械活化和碱性物质改性：简单的机械粉磨不仅能耗大，而且活性后性能提升有限；碱性物质改性会导致混凝土中碱含量较高，使得混凝土耐久性能下降。
将粉煤灰粉磨可以改变粉煤灰颗粒表面状态，并且增加粉煤灰的总反应面积，减小粉煤灰颗粒粒径，以达到机械活化的目的。然而由于粉煤灰比表面积的增大，使得粉煤灰吸附水量增加，增大粉煤灰的需水量，同时粉煤灰表面状态及形貌的变化，使得粉煤灰的滚珠效应减弱，多种因素同时作用将会导致粉煤灰掺入到混凝土中时，不能很好的改善混凝土的工作性能。碱性物质改性，可以激发粉煤灰活性，使得混凝土的早期强度得以提升，然而碱性物质的引入会导致混凝土的发生碱集料反应，引起混凝土开裂，混凝土碱含量较高还会产生泛霜现象，并且容易发生软水侵蚀和化学侵蚀，从而导致混凝土的耐久性能下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，通过功能化均质改性粉煤灰，使粉煤灰可替代矿粉应用于商品混凝土中。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，包括有以下步骤：
1)将复合研磨助剂经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，混合均匀后研磨，控制粉煤灰研磨后比表面积为550～700m2/kg；
2)将经雾化后的表面改性剂自然沉积在研磨后的粉煤灰表面，加入量为粉煤灰质量的1％～3％，所述表面改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：水50％，高效分散组分30％～40％，增强组分10％～20％；
3)将缓凝保坍组分与粉煤灰混合即得改性粉煤灰。
按上述方案，所述的复合研磨助剂由下列组分按重量百分比配制而成：三异丙醇胺15％～20％，糖蜜5％～15％，水70％～80％，其加入量为粉煤灰质量的0.05％～0.2％。
按上述方案，所述的高效分散组分为粉末状聚羧酸减水剂。
按上述方案，所述的增强组分为三乙醇胺，化学纯试剂。
按上述方案，所述的缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt.％～25wt.％，pH为3.5～4.5，加入量为粉煤灰质量的0.2～0.5％。
本发明利用复合研磨助剂，通过物理与化学综合作用，提高粉煤灰机械活化的效率，增大粉煤灰比表面积，提高粉煤灰活性。以雾化方式将表面改性剂变为气相，沉积在粉煤灰表面上，能使粉煤灰的改性效果更均质化。表面改性剂中的高效分散组分，可以减小经机械活化后的粉煤灰需水量，从而使得粉煤灰应用于混凝土中时，能显著改善混凝土的工作性能，通过有机的增强组分，一方面避免了碱性物质改性引发的混凝土耐久性降低的问题，另一方面可以提高粉煤灰的早期活性，充分发挥粉煤灰的潜在活性，使得功能化均质改性后的粉煤灰应用于商品混凝土中，使得混凝土具有一定的早期强度和良好的耐久性能。
使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量掺入混凝土中，和水泥、集料同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
本发明的优点在于：(1)采用复合研磨助剂，提升粉煤灰的研磨效率，同时该复合研磨助剂在水泥混凝土中应用时，具有一定能够的早强功能；(2)采用表面改性剂高效分散组分，避免了粉煤灰由于机械活化而引起的需水量增大问题，改善混凝土的工作性；(3)采用表面改性剂增强组分，提高粉煤灰早期强度，避免了由于粉煤灰掺入而引发的早期强度降低的问题；(4)采用雾化方式处理复合研磨助剂与表面改性剂，使得复合研磨助剂在粉磨过程中与粉煤灰作用更充分，同时使得表面改性剂更均质的吸附在粉煤灰颗粒表面，从而保证粉煤灰性能的稳定性。(5)工业固体废弃物磷石膏作为缓凝保坍组分，加入到粉煤灰中，可以大幅度减少混凝土的经时损失，保证混凝土的工作性能。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明做进一步说明。
实施例1：
以制备100kg功能化均质改性粉煤灰为例。称取各原料：粉煤灰100kg，复合研磨助剂三异丙醇胺0.02kg，复合研磨助剂糖蜜0.01kg，将两种助磨剂溶于0.07kg水中，经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，用球磨机研磨15min至比表面积为550～700m2/kg。称取高效分散组分0.75kg、增强组分0.25kg，均匀溶解在1kg水中，装入雾化喷雾器中，经雾化后自然沉积在经过粉磨处理的粉煤灰上，然后称取缓凝保坍组分0.2kg加入到表面改性后的粉煤灰中，用混料机混合均匀。
所述的高效分散组分为粉状聚羧酸系高效减水剂；所述的增强组分为三乙醇胺的化学纯试剂；所述缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt.％～25wt.％，pH为3.5～4.5；所用粉磨设备为球磨机。
使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
实施例2：
以制备100kg功能化均质改性粉煤灰为例。称取各原料：粉煤灰100kg，复合研磨助剂三异丙醇胺0.02kg，复合研磨助剂糖蜜0.01kg，将两种助磨剂溶于0.07kg水中，经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，用球磨机研磨15min至比表面积为550～700m2/kg。称取高效分散组分1kg、增强组分0.5kg，均匀溶解在1.5kg水中，装入雾化喷雾器中，经雾化后自然沉积在经过粉磨处理的粉煤灰上，然后称取缓凝保坍组分0.2kg加入到表面改性后的粉煤灰中，用混料机混合均匀。
所述的高效分散组分为粉状聚羧酸系高效减水剂；所述的增强组分为三乙醇胺的化学纯试剂；所述缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt.％～25wt.％，pH为3.5～4.5；所用粉磨设备为球磨机。
使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
实施例3：
以制备100kg功能化均质改性粉煤灰为例。称取各原料：粉煤灰100kg，复合研磨助剂三异丙醇胺0.04kg，复合研磨助剂糖蜜0.02kg，将两种助磨剂溶于0.14kg水中，经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，用球磨机研磨15min至比表面积为550～700m2/kg。称取高效分散组分1kg、增强组分0.5kg，均匀溶解在1.5kg水中，装入雾化喷雾器中，经雾化后自然沉积在经过粉磨处理的粉煤灰上，然后称取缓凝保坍组分0.2kg加入到表面改性后的粉煤灰中，用混料机混合均匀。
所述的高效分散组分为粉状聚羧酸系高效减水剂；所述的增强组分为三乙醇胺的化学纯试剂；所述缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt.％～25wt.％，pH为3.5～4.5；所用粉磨设备为球磨机。
使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
各实施例产品在混凝土中的应用效果汇总如下表，混凝土的配合比为(kg/m3)：空白样：P·O42.5水泥260；未经功能化均质改性粉煤灰80；中砂785；碎石1080；减水剂6.8；水165。实施例1～3：P·O42.5水泥260；功能化均质改性粉煤灰80；中砂785；碎石1080；减水剂6.8；水165。
表1实施例产品性能
检测项目 空白样 实施例1 实施例2 实施例3
坍落度/mm 195 200 205 215
3d抗压强度/MPa 14.5 15.6 15.8 17.2
7d抗压强度/MPa 27.8 28.5 31.8 31.9
28d抗压强度/MPa 35.6 38.2 39.0 41.3

Claims (3)

1.气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，包括有以下步骤：
1)将复合研磨助剂经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，混合均匀后研磨，控制粉煤灰研磨后比表面积为550～700m2/kg；所述的复合研磨助剂由下列组分按重量百分比配制而成：三异丙醇胺15％～20％，糖蜜5％～15％，水70％～80％，其加入量为粉煤灰质量的0.05％～0.2％；
2)将经雾化后的表面改性剂自然沉积在研磨后的粉煤灰表面，加入量为粉煤灰质量的1％～3％，所述表面改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：水50％，高效分散组分30％～40％，增强组分10％～20％；所述的高效分散组分为粉末状聚羧酸减水剂；
3)将缓凝保坍组分与粉煤灰混合即得改性粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的增强组分为三乙醇胺，化学纯试剂。
3.根据权利要求1所述的气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt.％～25wt.％，pH为3.5～4.5，加入量为粉煤灰质量的0.2～0.5％。
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