CN107721210A - 一种高活性矿渣微粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高活性矿渣微粉及其制备方法，所述高活性矿渣微粉由粒化高炉矿渣中掺入重量比为10％‑20％固体增效剂及5％‑6％的植物胶粉，将所述各组份按所述配比，经计量后在球磨机、立磨、辊压机等粉磨设备中共同粉磨至比表面积350～600m2/kg的矿渣微粉。此种高活性矿渣微粉，在提高混凝土的综合性能的同时，达到降低生产成本，节能减排的目的，一旦被大量应用于混凝土及水泥制品的生产，其必将带来很好的经济效益和社会效益，同时，在将胶粉渗透在微粉中，后期之别免烧砖，遇水后，强力粘附物料，砖块整体强度得到更大的提升，同时防水渗透性能得到加强。

Description

一种高活性矿渣微粉及其制备方法

技术领域：

本发明涉及建筑材料领域的一种高活性矿渣微粉及其制备方法。

背景技术：

使用水泥与混凝土制品可以提高建筑工程施工效率，混凝土浇注后，若气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落，此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的耐久性和整体性。因此在混凝土强度增长期，为了在较短时间内得到足够的强度及加快模具周转，同时保证混凝土的强度、耐久性等技术指标，通常对其进行养护。传统的混凝土养护方法有自然养护、常压蒸汽养护和高温高压养护等。自然养护所需时间较长，且质量难以保证；常压蒸汽养护中科学合理的蒸养制度与工艺是生产高质量水泥混凝土制品的重要前提之一，养护工艺一般分为静停、升温、恒温、降温4个阶段，为了防止制品因内外温差过大或恒温温度过高而导致混凝土产生裂缝，必须严格控制蒸养过程中的升、降温速率及恒温温度等，过程繁琐复杂且要求严格，条件控制不好就容易造成混凝土制品达不到制备工艺要求；而高温高压养护条件要求比较高，通常许多施工地方各种资源已严重短缺，其苛刻的条件限制了其应用范围。

传统方法的缺陷已越来越难以适应现代施工需要，因此，人们研究出了混凝土养护的新型材料与工艺，粒化高炉矿渣是高炉矿渣经过水的急冷而得到的一种具有很高潜在活性的玻璃体结构材料，近年来已经在矿渣水泥、混凝土掺和料，矿渣微粉、矿渣纤维、筑路填料等方面得到很大利用，掺有矿渣微粉的混凝土与钢筋粘结力增强、混凝土后期强度提高、防止收缩开裂、混凝土碱度低等优良特点，是制备高性能混凝土的基本材料，2011年度我国钢铁产量达到68.3亿多吨，可以排出将近20亿吨的粒化高炉矿渣，高炉粒化矿渣的资源化利用节约能源，降低生产成本的同时也可以大大减少占地和环境污染，产生较好的经济效益和社会效益。虽然矿渣微粉的研究提高了强度、和易性、粘结力等混凝土性能，却从未从蒸汽养护时间和条件，高压设备的投入等资源节约、生产效率等角度进行改善。如何进一步提高矿渣微粉的潜在活性、增加其功能性、扩大其应用领域成为行业内一项很重要的研究课题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于份服现有技术的缺陷，提供一种采用矿渣微粉作为胶结剂的免烧砖及其生产方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种高活性矿渣微粉，其特征在于：所述高活性矿渣微粉由粒化高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉。

所述的固体增效剂包括：活性硅15-75份、硫酸盐10-75份、高活性氧化钙5-60份、有机物1-2份、无机物8-15份，聚乙烯醇5-10份。

所述的植物胶粉包括：端羟基二甲基硅橡胶45-50份，二酰氧庚烷二丁基锡1-2份，气相法白炭黑10-15份，丁胺5-10份，甲基三硅烷1-2份，交联剂1-2份，催化剂1-2份，增粘剂1-2份，去离子水60-70份。

一种高活性矿渣微粉制备方法，其特征在于：所述的将高活性氧化钙和硫酸盐加热熔解，加入活性硅，再加入有机物和无机物，混入0.5倍的水分，反应1-1.5h，得到粘稠状加成物，将粘稠状加成物和酚醛-丁晴橡胶共聚物混合，比重为100:20-50，加入5-10份聚乙烯醇，升温至190℃，加热时长1小时即可得固体增效剂；

选取端羟基二甲基硅橡胶、气相法白炭黑与20％的去离子水在反应釜中搅拌，搅拌时常2小时，在前一小时，温度控制在40-45℃，后一小时升温至50℃-55℃，得到混合剂一，再二酰氧庚烷二丁基锡、丁胺、甲基三硅烷与80％的去离子水，搅拌2小时，温度控制在45-50℃，得到混合剂二，最后将混合剂一与混合剂二混合，在30℃-35℃的环境下搅拌30分钟；

将粘稠状加成物和棉短绒混合，比重为100:20-50，加入交联剂、催化剂、增粘剂，升温至190℃，加热时长1小时，得到胶，待胶凝固后，结晶，破碎，碾压成粉；

取高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉，将所述各组份按所述配比，经计量后在球磨机、立磨、辊压机等粉磨设备中共同粉磨至比表面积350～600m2/kg的矿渣微粉。

本发明所述的矿渣微粉潜在活性被充分激发，可迅速参与反应，其填充效应、堆积效应、微集料效应显著，促进混凝土早期强度的发展，同时带有一定的混凝土减水性，可以大大降低水胶比，保证其和易性及操作性，在水泥制品的应用试验中明显表明随着高活性矿渣微粉取代量的提高，胶砂流动度接近的条件下，需水量明显降低同时胶砂前期强度得到显著提升，且28d强度远高于基准胶砂强度，在混凝土中以本发明所述的高活性矿渣微粉取代水泥后，其强度及耐久性指标也更由于普通高强混凝土；而在设计C40标号混凝土中的应用试验也同样显示，高活性矿渣微粉取代部分水泥后，用水量明显降低，且强度发展迅速，自然养护14d强度已达到设计要求；同样本发明在混凝土强度等级为C80的蒸养高强混凝土中的应用结果显示，水胶比大大降低，且经过一次常压蒸汽养护后，添加了本发明的高活性矿渣微粉的混凝土1d强度即达到C80的等级要求，且其后期强度持续增长，2d强度几乎与经高压蒸汽养护的混凝土强度持平，以上结果都表明本发明的使用，可很大程度上降低常温、常压养护时间、无需高压蒸汽养护，因此，大大节省了蒸气使用量，减少高压设备的投入，节约了资源，有利于环保，社会、经济效益显著，同时，大大缩短从半成品到成品的时间，提高了生产效率，增强了竞争优势；另外，使用本发明，可以降低孔隙率，改善孔结构，进而提高混凝土及水泥制品的致密性，使成品在硫酸盐侵蚀、氯离子渗透、抗冻等耐久性方面都表现出较高的水平。

综上所述，此种高活性矿渣微粉，在提高混凝土的综合性能的同时，达到降低生产成本，节能减排的目的，一旦被大量应用于混凝土及水泥制品的生产，其必将带来很好的经济效益和社会效益，同时，在将胶粉渗透在微粉中，后期之别免烧砖，遇水后，强力粘附物料，砖块整体强度得到更大的提升，同时防水渗透性能得到加强。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

具体实施例1：

一种高活性矿渣微粉，所述高活性矿渣微粉由粒化高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉。

所述的固体增效剂包括：活性硅15份、硫酸盐10份、高活性氧化钙5份、有机物1-份、无机物8份，聚乙烯醇5份。

所述的植物胶粉包括：端羟基二甲基硅橡胶45份，二酰氧庚烷二丁基锡1份，气相法白炭黑10份，丁胺5份，甲基三硅烷1份，交联剂1份，催化剂1份，增粘剂1份，去离子水60份。

一种高活性矿渣微粉制备方法，所述的将高活性氧化钙和硫酸盐加热熔解，加入活性硅，再加入有机物和无机物，混入0.5倍的水分，反应1-1.5h，得到粘稠状加成物，将粘稠状加成物和酚醛-丁晴橡胶共聚物混合，比重为100:20-50，加入5-10份聚乙烯醇，升温至190℃，加热时长1小时即可得固体增效剂；

选取端羟基二甲基硅橡胶、气相法白炭黑与20％的去离子水在反应釜中搅拌，搅拌时常2小时，在前一小时，温度控制在40-45℃，后一小时升温至50℃-55℃，得到混合剂一，再二酰氧庚烷二丁基锡、丁胺、甲基三硅烷与80％的去离子水，搅拌2小时，温度控制在45-50℃，得到混合剂二，最后将混合剂一与混合剂二混合，在30℃-35℃的环境下搅拌30分钟；

将粘稠状加成物和棉短绒混合，比重为100:20-50，加入交联剂、催化剂、增粘剂，升温至190℃，加热时长1小时，得到胶，待胶凝固后，结晶，破碎，碾压成粉；

取高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉，将所述各组份按所述配比，经计量后在球磨机、立磨、辊压机等粉磨设备中共同粉磨至比表面积350～600m2/kg的矿渣微粉。

在水泥制品的应用试验中明显表明随着高活性矿渣微粉取代量的提高，胶砂流动度接近的条件下，需水量明显降低同时胶砂前期强度得到显著提升，且28d强度远高于基准胶砂强度，在混凝土中以本发明所述的高活性矿渣微粉取代水泥后，其强度及耐久性指标也更由于普通高强混凝土；而在设计C40标号混凝土中的应用试验也同样显示，高活性矿渣微粉取代部分水泥后，用水量明显降低，且强度发展迅速，自然养护14d强度已达到设计要求；同样本发明在混凝土强度等级为C80的蒸养高强混凝土中的应用结果显示，水胶比大大降低，且经过一次常压蒸汽养护后，添加了本发明的高活性矿渣微粉的混凝土1d强度即达到C80的等级要求，且其后期强度持续增长，2d强度几乎与经高压蒸汽养护的混凝土强度持平。

实施例2：一种高活性矿渣微粉，所述高活性矿渣微粉由粒化高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉。

所述的固体增效剂包括：活性硅75份、硫酸盐75份、高活性氧化钙60份、有机物2份、无机物15份，聚乙烯醇10份。

所述的植物胶粉包括：端羟基二甲基硅橡胶50份，二酰氧庚烷二丁基锡2份，气相法白炭黑15份，丁胺10份，甲基三硅烷2份，交联剂2份，催化剂2份，增粘剂2份，去离子水70份。

一种高活性矿渣微粉制备方法，所述的将高活性氧化钙和硫酸盐加热熔解，加入活性硅，再加入有机物和无机物，混入0.5倍的水分，反应1-1.5h，得到粘稠状加成物，将粘稠状加成物和酚醛-丁晴橡胶共聚物混合，比重为100:20-50，加入5-10份聚乙烯醇，升温至190℃，加热时长1小时即可得固体增效剂；

选取端羟基二甲基硅橡胶、气相法白炭黑与20％的去离子水在反应釜中搅拌，搅拌时常2小时，在前一小时，温度控制在40-45℃，后一小时升温至50℃-55℃，得到混合剂一，再二酰氧庚烷二丁基锡、丁胺、甲基三硅烷与80％的去离子水，搅拌2小时，温度控制在45-50℃，得到混合剂二，最后将混合剂一与混合剂二混合，在30℃-35℃的环境下搅拌30分钟；

将粘稠状加成物和棉短绒混合，比重为100:20-50，加入交联剂、催化剂、增粘剂，升温至190℃，加热时长1小时，得到胶，待胶凝固后，结晶，破碎，碾压成粉；

取高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉，将所述各组份按所述配比，经计量后在球磨机、立磨、辊压机等粉磨设备中共同粉磨至比表面积350～600m2/kg的矿渣微粉。

在水泥制品的应用试验中明显表明随着高活性矿渣微粉取代量的提高，胶砂流动度接近的条件下，需水量明显降低同时胶砂前期强度得到显著提升，且28d强度远高于基准胶砂强度，在混凝土中以本发明所述的高活性矿渣微粉取代水泥后，其强度及耐久性指标也更由于普通高强混凝土；而在设计C40标号混凝土中的应用试验也同样显示，高活性矿渣微粉取代部分水泥后，用水量明显降低，且强度发展迅速，自然养护14d强度已达到设计要求；同样本发明在混凝土强度等级为C80的蒸养高强混凝土中的应用结果显示，水胶比大大降低，且经过一次常压蒸汽养护后，添加了本发明的高活性矿渣微粉的混凝土1d强度即达到C80的等级要求，且其后期强度持续增长，2d强度几乎与经高压蒸汽养护的混凝土强度持平。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种高活性矿渣微粉，其特征在于：所述高活性矿渣微粉由粒化高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉。

2.根据权利要求1中所述的一种高活性矿渣微粉，其特征在于：所述的固体增效剂包括：活性硅15-75份、硫酸盐10-75份、高活性氧化钙5-60份、有机物1-2份、无机物8-15份，聚乙烯醇5-10份。

3.根据权利要求1中所述的一种高活性矿渣微粉，其特征在于：所述的植物胶粉包括：端羟基二甲基硅橡胶45-50份，二酰氧庚烷二丁基锡1-2份，气相法白炭黑10-15份，丁胺5-10份，甲基三硅烷1-2份，交联剂1-2份，催化剂1-2份，增粘剂1-2份，去离子水60-70份。

4.一种高活性矿渣微粉制备方法，其特征在于：所述的将高活性氧化钙和硫酸盐加热熔解，加入活性硅，再加入有机物和无机物，混入0.5倍的水分，反应1-1.5h，得到粘稠状加成物，将粘稠状加成物和酚醛-丁晴橡胶共聚物混合，比重为100:20-50，加入5-10份聚乙烯醇，升温至190℃，加热时长1小时即可得固体增效剂；

选取端羟基二甲基硅橡胶、气相法白炭黑与20％的去离子水在反应釜中搅拌，搅拌时常2小时，在前一小时，温度控制在40-45℃，后一小时升温至50℃-55℃，得到混合剂一，再二酰氧庚烷二丁基锡、丁胺、甲基三硅烷与80％的去离子水，搅拌2小时，温度控制在45-50℃，得到混合剂二，最后将混合剂一与混合剂二混合，在30℃-35℃的环境下搅拌30分钟；

将粘稠状加成物和棉短绒混合，比重为100:20-50，加入交联剂、催化剂、增粘剂，升温至190℃，加热时长1小时，得到胶，待胶凝固后，结晶，破碎，碾压成粉；

取高炉矿渣中掺入重量比为10％-20％固体增效剂及5％-6％的植物胶粉，将所述各组份按所述配比，经计量后在球磨机、立磨、辊压机等粉磨设备中共同粉磨至比表面积350～600m2/kg的矿渣微粉。