CN109437653A - 一种火山渣矿物掺合料 - Google Patents

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    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients

Abstract

本发明涉及一种火山渣矿物掺合料，属于绿色混凝土技术领域，包括以下重量份数的组分：磨细火山渣70‑90份，改性超细粉体材料9‑30份，活性激发剂0.5‑1份，磨细火山渣为先将质量分数70％的晒干火山渣采用粉磨设备磨细至比表面积大于300m2/kg，然后加入质量分数29％的晒干火山渣和质量分数1％的三乙醇胺，混磨至比表面积大于400m2/kg。本发明可以改善普通磨细火山渣粒形不规则，颗粒级配较差，流动度比较小，活性不高以及配制混凝土密实性不良的问题，实现地域性天然材料火山渣的资源化应用。

Description

一种火山渣矿物掺合料
技术领域
本发明属于绿色高性能混凝土技术领域，具体涉及一种火山渣矿物掺合料。
背景技术
随着国内土木、水利、交通等基础设施建设的推进，作为最大宗的土木工程材料混凝土用量全球达到50亿立方米，在混凝土中加入粉煤灰、矿渣粉、硅灰等矿物掺合料能够改善混凝土的和易性、延缓水化放热速度、减少混凝土开裂、提高混凝土耐久性，是实现混凝土高性能化的关键技术之一。然而有些国家或者地区由于工业发达，缺乏传统矿物掺合料，如果坚持采用传统矿物掺合料则需要远距离运输，成本高，时间不可控，急需寻找替代性的材料。
天然火山灰质材料是指火山喷发的大量熔岩及碎屑、粉尘沉积在地表面或水中形成松散或轻度胶结的物质，包括的范围较广，包括火山灰、浮石、沸石岩、玄武岩、安山岩、凝灰岩、硅藻土等。这些天然火山灰质材料用于混凝土作为掺合料，具有与粉煤灰、烧粘土、烧页岩等人工火山灰质材料类似的作用，可以作为矿物掺合料使用。火山渣是天然火山灰质材料应用较为广泛的一种，如果粉磨直接作为矿物掺合料使用，由于粉磨加工会造成粉体颗粒表面较为粗糙，粒形较差，颗粒级配不良等问题，另外普通磨细火山渣需水量较大，流动度比小，活性相对较低，制备的混凝土密实性相对较差。
基于以上存在问题，本发明通过分级粉磨的方法加工火山渣，改善其颗粒表面较为粗糙，粒形较差，颗粒级配不良的问题，通过添加超细粉体材料提高火山渣流动度比和活性，采用化学激发的技术措施进一步提高火山渣活性，同时改善火山渣混凝土密实性。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种火山渣矿物掺合料，可以改善普通磨细火山渣粒形不规则，颗粒级配较差，流动度比较小，活性不高以及配制混凝土密实性不良的问题，实现地域性天然材料火山渣的资源化应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种火山渣矿物掺合料，其包括以下重量份数的组分：磨细火山渣70-90 份，改性超细粉体材料9-30份，活性激发剂0.5-1份；
所述的磨细火山渣通过以下方法粉磨而成：
先将质量分数70％的晒干火山渣采用粉磨设备磨细至比表面积大于300 m2/kg，然后加入质量分数29％的晒干火山渣和质量分数1％的三乙醇胺，混磨至比表面积大于400m2/kg；
所述改性超细粉体材料通过以下方法进行改性处理：
将70重量份的粉煤灰、29重量份的矿渣粉和1重量份的添加剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，即得改性超细粉煤灰；所述添加剂由65重量份的甲基丙烯酸和聚醚的缩聚物和35重量份的聚醚醇胺组成。
所述甲基丙烯酸和聚醚的缩聚物的分子量具体可为2000-2500，购自辽宁科隆精细化工有限公司。
作为优选，所述的磨细火山渣中氧化硅、氧化铝和三氧化二铁的质量含量百分数之和大于72％。
作为优选，所述的活性激发剂为40重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和25重量份的元明粉组成，优选用量0.6-0.8重量份。
作为优选，所述的粉磨设备为球磨机。
作为优选，所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，需水量比小于95％，细度小于12％。
作为优选，所述的矿渣粉为S95矿渣粉，28d活性指数大于100％，比表面积大于360m2/kg。
本发明的有益效果在于：
本发明可以改善普通磨细火山渣粒形不规则，颗粒级配较差，流动度比较小，活性不高以及配制混凝土密实性不良的问题，实现地域性天然材料火山渣的资源化应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步描述。实施例的描述仅为便于理解和应用本发明，而非对本发明保护的限制。
粉煤灰：北京建研昆仑科技有限公司出售。
矿渣粉：建研建材有限公司生产。
火山渣：肯尼亚火山渣。
三乙醇胺：北京建研昆仑科技有限公司。
明矾石、二水石膏和元明粉：北京建研昆仑科技有限公司出售。
球磨机：建研建材有限公司2吨级球磨机。
按照《水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料》(JG/T 315-2011)标准测试火山渣流动度比、28d活性指数。
按照《普通混凝土耐久性和长期性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)标准测试混凝土的电通量。
下述实施例中所采用的磨细火山渣通过以下方法粉磨而成：
先将质量分数70％的晒干火山渣采用粉磨设备磨细至比表面积大于300 m2/kg，然后加入质量分数29％的晒干火山渣和质量分数1％的三乙醇胺，混磨至比表面积大于400m2/kg；
所述改性超细粉体材料通过以下方法进行改性处理：
将70重量份的粉煤灰、29重量份的矿渣粉和1重量份的添加剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，即得改性超细粉煤灰；所述添加剂由65重量份的甲基丙烯酸和聚醚的缩聚物(分子量2000-2500，购自辽宁科隆精细化工有限公司)和35重量份的聚醚醇胺组成。
所述活性激发剂为40重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和25重量份的元明粉组成。
下述实施例和对比例中使用的减水剂为北京建研昆仑科技有限公司出售。空白对比例：
普通磨细火山渣，测试其流动度比、28d活性指数。
配制混凝土，配合比为水泥300kg，磨细火山渣80kg，砂子800kg，碎石 1000kg，水150kg，减水剂4.5kg，成型混凝土标准养护56d，测试其电通量。
实施例1：
火山渣矿物掺合料：磨细火山渣80份，改性超细粉体材料19份，活性激发剂1份；
配制混凝土，配合比为水泥300kg，火山渣矿物掺合料80kg，砂子800kg，碎石1000kg，水150kg，减水剂4.5kg，成型混凝土标准养护56d，测试其电通量。
实施例2：
火山渣矿物掺合料：磨细火山渣70份，改性超细粉体材料29份，活性激发剂1份；
配制混凝土，配合比为水泥300kg，火山渣矿物掺合料80kg，砂子800kg，碎石1000kg，水150kg，减水剂4.5kg，成型混凝土标准养护56d，测试其电通量。
实施例3：
火山渣矿物掺合料：磨细火山渣90份，改性超细粉体材料9份，活性激发剂1份；
配制混凝土，配合比为水泥300kg，火山渣矿物掺合料80kg，砂子800kg，碎石1000kg，水150kg，减水剂4.5kg，成型混凝土标准养护56d，测试其电通量。
实施例4：
火山渣矿物掺合料：磨细火山渣80份，改性超细粉体材料19.5份，活性激发剂0.5份；
配制混凝土，配合比为水泥300kg，火山渣矿物掺合料80kg，砂子800kg，碎石1000kg，水150kg，减水剂4.5kg，成型混凝土标准养护56d，测试其电通量。
实施例5：
火山渣矿物掺合料：磨细火山渣80份，改性超细粉体材料19.3份，活性激发剂0.7份；
配制混凝土，配合比为水泥300kg，火山渣矿物掺合料80kg，砂子800kg，碎石1000kg，水150kg，减水剂4.5kg，成型混凝土标准养护56d，测试其电通量。
按照《水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料》(JG/T 315-2011)标准测试空白对比例和实施例1-5流动度比、28d活性指数，按照《普通混凝土耐久性和长期性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)标准测试配制混凝土的56d电通量，测试结果见表1。
表1具体实施方式的测试结果
通过以上数据可以看出，将实施例的测试结果与对比例进行比较，通过对普通磨细火山渣采取分级粉磨，添加改性超细材料以及活性激发剂可以提高火山渣流动度比和活性指数，同时降低配制的混凝土电通量，提高混凝土密实性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种火山渣矿物掺合料，其包括以下重量份数的组分：磨细火山渣70-90份，改性超细粉体材料9-30份，活性激发剂0.5-1份；
所述的磨细火山渣通过以下方法粉磨而成：
先将质量分数70％的晒干火山渣采用粉磨设备磨细至比表面积大于300m2/kg，然后加入质量分数29％的晒干火山渣和质量分数1％的三乙醇胺，混磨至比表面积大于400m2/kg；
所述改性超细粉体材料通过以下方法进行改性处理：
将70重量份的粉煤灰、29重量份的矿渣粉和1重量份的添加剂放入球磨机，混磨至比表面积大于1000m2/kg，即得改性超细粉煤灰；所述添加剂由65重量份的甲基丙烯酸和聚醚的缩聚物和35重量份的聚醚醇胺组成。
2.根据权利要求1所述的火山渣矿物掺合料，其特征在于：所述火山渣矿物掺合料包括以下重量份数的组分：磨细火山渣70-90份，改性超细粉体材料9-30份，活性激发剂0.6-0.8份。
3.根据权利要求1或2所述的火山渣矿物掺合料，其特征在于：所述的磨细火山渣中氧化硅、氧化铝和三氧化二铁的质量含量百分数之和大于72％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的火山渣矿物掺合料，其特征在于：所述的活性激发剂为40重量份的明矾石、35重量份的二水石膏和25重量份的元明粉组成，优选用量0.6-0.8重量份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的火山渣矿物掺合料，其特征在于：所述的粉磨设备为球磨机。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的火山渣矿物掺合料，其特征在于：所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，需水量比小于95％，细度小于12％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的火山渣矿物掺合料，其特征在于：所述的矿渣粉为S95矿渣粉，28d活性指数大于100％，比表面积大于360m2/kg。
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