CN108751763A - 一种制备功能性白云石微粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备功能性白云石微粉的方法，其具体步骤如下：将白云石粉体和氢氧化钙粉体置于玻璃容器中，加水后搅拌均匀。将液体倒入压蒸罐中，将其置于烘箱中，升温后恒温反应一定时间。反应结束后停止加热，冷却，将取出的悬浮液进行干燥，最后可得到功能性白云石微粉。本发明具有不使用溶剂，对环境友好，简便易行，便于实现大规模生产的特点，所制备的功能性白云石微粉能够改善水泥浆体结构，有效缓解硫铝酸盐水泥后期强度倒缩的问题。
Description
技术领域
本发明属于一种功能性白云石微粉，具体说主要用于硫铝酸盐水泥混凝土的改性，有效缓解其后期强度倒缩的问题。
背景技术
在推行低碳经济和推动各国大规模基础建设的双重背景下，实现水泥混凝土行业的低碳可持续发展面临严重的挑战。最大限度的利用辅助性胶凝材料是实现水泥混凝土低碳和可持续发展最重要的途径。以CaMg(CO3)2为主要成分的白云石用于水泥混凝土中已有大量研究和实践。白云石微粉在水泥混凝土中具有与石灰石微粉类似的填充、成核和稀释效应，但与石灰石不同的是其能与水泥孔溶液中的碱发生去白云石化反应，其水化产物对浆体组成、微观结构和长期稳定性造成一定影响。
目前，多采用白云石微粉取代部分水泥的方式，在减少水泥用量的同时，还能改善水泥性能。Zajac等[1,2]对20、40和60℃养护时白云石微粉掺量为20％的结果表明，白云石微粉的引入降低了水泥砂浆强度。40时早期生成碳铝酸盐，后期浆体中生成少量水滑石；而60时浆体中生成大量水滑石。Gali等[3]和Zhang 等[4]的研究结果显示，去白云石化反应受控于白云石微粉的溶解速率，提高温度有利于加快白云石溶解和去白云石化反应。虽然在水泥中引入白云石微粉生成的碳铝酸盐能够稳定钙矾石，有利于浆体结构长期稳定性，但降低了砂浆强度的绝对值。在水泥中引入辅助性胶凝材料，在改善浆体结构的同时，能够保证宏观强度的稳定发展，有待于进一步研究。
发明内容
本发明的目的是为了缓解硫铝酸盐水泥后期强度倒缩问题而提供的一种功能性白云石微粉。
本发明的技术方案为：一种制备功能性白云石微粉的方法，具体步骤如下：
e.将白云石粉体和氢氧化钙粉体置于玻璃容器中，加水后搅拌均匀；
f.将液体倒入压蒸罐中，将其置于烘箱中，升温后恒温反应一定时间；
g.反应结束后停止加热，冷却；
h.将取出的悬浮液进行干燥，即得功能性白云石微粉。
优选步骤a中所述的白云石粉体和氢氧化钙中CaMg(CO3)2与Ca(OH)2的摩尔比为(5～10)：1。
优选步骤b中所述的水灰比为2:1。
优选步骤b中恒温反应温度为80℃～120℃；恒温反应时间为180～360分钟。
优选步骤b中其特征在于步骤a中所制备的功能性白云石微粉各组分的质量分数为：84.5～94份碳酸镁钙、4.5～10.5份碳酸钙、1～4份氢氧化钙和0.25～2.5 份的氢氧化镁。
有益效果：
1本发明简单易行，原料价格低廉，不需要使用溶剂，整个制备过程对环境友好。
2本发明制备的功能性白云石微粉活性较高，引入到水泥中可改善浆体结构，有利于后期强度发展。
附图说明
图1为含不同功能性白云石微粉水泥砂浆各龄期抗压强度；
图2为含不同功能性白云石微粉水泥砂浆各龄期抗折强度。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明，其目的仅在于更好的理解本发明
而非限制本发明保护的范围。
实施例1
功能性白云石微粉的制备及其应用
取184g白云石粉体，7.4g氢氧化钙，放于烧杯中，CaMg(CO3)2与Ca(OH)2的摩尔比为10，加入382.8g水后搅拌均匀。搅拌5min后置于压蒸罐中，放入烘箱，加热至80℃，升温速率为2℃/min，恒温反应时间3h。取出悬浮液冷却，干燥得到功能性白云石微粉。经XRD测定其主要成分为CaMg(CO3)2、CaCO3、Ca(OH)2和Mg(OH)2，其各组分质量分数如表1所示。所得功能性白云石微粉取代5％的硫铝酸盐水泥，如图1-2所示，与纯水泥空白样相比，含功能性白云石微粉的试样各龄期抗压和抗折强度有所改善，有利于浆体产期稳定性。
实施例2
功能性白云石微粉的制备及其应用
取184g白云石粉体，7.4g氢氧化钙，放于烧杯中，CaMg(CO3)2与Ca(OH)2的摩尔比为10，加入382.8g水后搅拌均匀。搅拌5min后置于压蒸罐中，放入烘箱，加热至120℃，升温速率为5℃/min，恒温反应时间4h。取出悬浮液冷却，干燥得到功能性白云石微粉。经XRD测定其主要成分为CaMg(CO3)2、CaCO3、Ca(OH)2和Mg(OH)2，其各组分质量分数如表1所示。所得功能性白云石微粉取代5％的硫铝酸盐水泥，如图1所示，与纯水泥空白样相比，含功能性白云石微粉的试样各龄期抗压和抗折强度有所改善，有利于浆体产期稳定性。
实施例3
功能性白云石微粉的制备及其应用
取92g白云石粉体，7.4g氢氧化钙，放于烧杯中，CaMg(CO3)2与Ca(OH)2的摩尔比为5，加入198.8g水后搅拌均匀。搅拌5min后置于压蒸罐中，放入烘箱，加热至100℃，升温速率为8℃/min，恒温反应时间6h。取出悬浮液冷却，干燥得到功能性白云石微粉。经XRD测定其主要成分为CaMg(CO3)2、CaCO3、Ca(OH)2和Mg(OH)2，其各组分质量分数如表1所示。所得功能性白云石微粉取代5％的硫铝酸盐水泥，如图1-2所示，与纯水泥空白样相比，含功能性白云石微粉的试样各龄期抗压和抗折强度有所改善，有利于浆体产期稳定性。
实施例4
功能性白云石微粉的制备及其应用
取92g白云石粉体，5.2g氢氧化钙，放于烧杯中，CaMg(CO3)2与Ca(OH)2的摩尔比为7，加入198.8g水后搅拌均匀。搅拌5min后置于压蒸罐中，放入烘箱，加热温度为120℃，升温速率为10℃/min，恒温反应时间3h。取出悬浮液冷却，干燥得到功能性白云石微粉。经XRD测定其主要成分为CaMg(CO3)2、CaCO3、 Ca(OH)2和Mg(OH)2，其各组分质量分数如表1所示。所得功能性白云石微粉取代5％的硫铝酸盐水泥，如图1所示，与纯水泥空白样相比，含功能性白云石微粉的试样各龄期抗压和抗折强度有所改善，有利于浆体产期稳定性。
对比例1
不添加功能性白云石微粉，为纯水泥空白样，测试其抗压强度和抗折强度，结果见图1和图2。
对比例2
在混凝土中添加天然白云石粉末(即未处理白云石)的试样，白云石粉末替代5％水泥，抗弯和抗折强度见图1和图2。
表1功能性白云石微粉各组分质量分数wt％
Claims (6)
1.一种制备功能性白云石微粉的方法，其制备具体步骤如下：
a.将白云石粉体和氢氧化钙粉体置于玻璃容器中，加水后搅拌均匀；
b.将液体倒入压蒸罐中，将其置于烘箱中，升温后恒温反应一定时间；
c.反应结束后停止加热，冷却；
d.将取出的悬浮液进行干燥，即得功能性白云石微粉。
2.如权利要求1所述的制备功能性白云石微粉的方法，其特征在于步骤a中所述的白云石粉体和氢氧化钙中CaMg(CO3)2与Ca(OH)2的摩尔比为(5～10)：1。
3.如权利要求1所述的制备功能性白云石微粉的方法，其特征在于步骤a中的水灰质量比为2:1。
4.如权利要求1所述的制备功能性白云石微粉的方法，其特征在于步骤b中所述的恒温反应温度为80℃～120℃；恒温反应时间为180～360分钟。
5.如权利要求1所述的制备功能性白云石微粉的方法，其特征在于步骤d中所制备的功能性白云石微粉各组分质量分数为：84.5～94份碳酸镁钙、4.5～10.5份碳酸钙、1～4份氢氧化钙和0.25～2.5份的氢氧化镁。
6.如权利要求1所述的制备功能性白云石微粉的方法，其特征在于：步骤b中升温速率为2～10℃/min。
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