CN109604026A - 一种天然火山灰质材料粉磨加工方法 - Google Patents

一种天然火山灰质材料粉磨加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种天然火山灰质材料粉磨加工方法，属于绿色混凝土技术领域，包括以下步骤：取天然火山灰质材料筛分、晾晒、先粉磨9.5～16mm之间的天然火山灰质材料料，在加入小于9.5mm的颗粒，然后加入复合矿物掺合料混磨，最后加入天然火山灰质材料粉磨添加剂。本发明可以降低天然火山灰质材料粉磨加工能耗，加工出来的天然火山灰质材料技术指标较优，克服了天然火山灰质材料粉磨加工能耗大，技术指标差的缺点。

Description

一种天然火山灰质材料粉磨加工方法
技术领域
本发明属于绿色高性能混凝土技术领域，具体涉及一种天然火山灰质材料粉磨加工方法。
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。然而，天然火山灰质材料粉磨加工能耗大，天然火山灰质材料粉磨加工后颗粒不规则，棱角多，流动度比相对较小，另外天然火山灰质材料为天然材料活性相对较低。因此，开发一种能够克服上述技术缺陷的天然火山灰质材料粉磨加工方法具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种天然火山灰质材料粉磨加工方法，可以降低天然火山灰质材料粉磨加工能耗，加工出来的天然火山灰质材料技术指标较优，克服了天然火山灰质材料粉磨加工能耗大，技术指标差的缺点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种天然火山灰质材料粉磨加工方法，包括以下步骤：
步骤一：取天然火山灰质材料源采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，筛下部分分别进行晾晒、备用；
步骤二：将9.5～16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨，粉磨1～ 5min后，将小于9.5mm的颗粒放入所述粉磨设备粉磨2-3min；
步骤三：将占步骤2)中天然火山灰质材料质量分数10～20％的复合矿物掺合料放入所述粉磨设备混磨1-3min；
步骤四：将占步骤2)中天然火山灰质材料质量分数0.1～0.5％的天然火山灰质材料粉磨添加剂放入所述粉磨设备粉磨1-3min，生产出磨细天然火山灰质材料；
其中，所述的复合矿物掺合料为粉煤灰和硅粉按照质量比(70～80)：(20～ 30)的比例混合而成；
所述的天然火山灰质材料粉磨添加剂为化学激发剂和助磨剂按照质量比 (60～70)：(30～40)的比例混合而成。
步骤一中大于16mm的颗粒需要经过颚式破碎机加工成较小颗粒，然后采用上述方法继续进行加工。
作为优选，所述的天然火山灰质材料源为火山渣或者浮石。
作为优选，所述的晾晒为将天然火山灰质材料铺放在混凝土平板上在阳光下放置1～2天。
作为优选，所述的粉磨设备为球磨机、立磨机或者雷蒙磨。
作为优选，所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，45μm筛余小于12％。
作为优选，所述的天然火山灰质材料粉磨添加剂优选化学激发剂和助磨剂按照质量比(65～70)：(35～40)的比例混合而成。
作为优选，所述的化学激发剂为石膏、明矾石、石灰、氯化钠中的一种或者几种混合。
作为优选，所述的助磨剂为三乙醇胺或者三异丙醇胺。
本发明的有益效果在于：
本发明可以降低天然火山灰质材料粉磨加工能耗，加工出来的天然火山灰质材料技术指标较优，克服了天然火山灰质材料粉磨加工能耗大，技术指标差的缺点。
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。
采用的主要原料和设备如下：
粉煤灰：建研昆仑有限公司出售。
硅灰：建研建材有限公司生产。
火山渣：肯尼亚火山渣，规格为开采矿山中的天然渣状材料。
三乙醇胺和三异丙醇胺：北京建研昆仑科技有限公司出售。
石膏、明矾石、石灰和氯化钠：北京建研昆仑科技有限公司出售。
球磨机：北京建研建材有限公司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)标准测试粉磨加工后的天然火山灰质材料细度、流动度比、28d活性指数。
空白对比例：
将1000kg火山渣放入球磨机粉磨，然后测试其细度、流动度比、28d活性指数。
实施例1：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨0.5min，然后将小于9.5mm 的颗粒放入粉磨设备粉磨2min，再将质量分数15％的复合矿物掺合料(75％粉煤灰+25％硅灰)放入粉磨设备混磨2min；最后将质量分数0.2％的天然火山灰质材料粉磨添加剂(65％氢氧化钠+35％三乙醇胺)放入粉磨设备粉磨2min。
实施例2：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨0.5min，然后将小于9.5mm 的颗粒放入粉磨设备粉磨2min，再将质量分数15％的复合矿物掺合料(75％粉煤灰+25％硅灰)放入粉磨设备混磨2min。
实施例3：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨0.5min，然后将小于9.5mm 的颗粒放入粉磨设备粉磨2min，将质量分数0.2％的天然火山灰质材料粉磨添加剂(65％氢氧化钠+35％三乙醇胺)放入粉磨设备粉磨2min。
实施例4：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨0.5min，然后将小于9.5mm 的颗粒放入粉磨设备粉磨2min。
实施例5：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨1min，然后将小于9.5mm的颗粒放入粉磨设备粉磨2min，再将质量分数15％的复合矿物掺合料(75％粉煤灰+25％硅灰)放入粉磨设备混磨2min；最后将质量分数0.2％的天然火山灰质材料粉磨添加剂(65％氢氧化钠+35％三乙醇胺)放入粉磨设备粉磨2min。
实施例6：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨0.5min，然后将小于9.5mm 的颗粒放入粉磨设备粉磨2min，再将质量分数19％的复合矿物掺合料(75％粉煤灰+25％硅灰)放入粉磨设备混磨2min；最后将质量分数0.4％的天然火山灰质材料粉磨添加剂(65％氢氧化钠+35％三乙醇胺)放入粉磨设备粉磨2min。
实施例7：
将1000kg火山渣采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，然后晾晒，将9.5～ 16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨1min，然后将小于9.5mm的颗粒放入粉磨设备粉磨2min，再将质量分数15％的复合矿物掺合料(75％粉煤灰+25％硅灰)放入粉磨设备混磨2min；最后将质量分数0.2％的天然火山灰质材料粉磨添加剂(65％明矾石+35％三乙醇胺)放入粉磨设备粉磨2min。
分别将空白对比例、实施例1-6天然火山灰质材料粉磨至45μm筛余小于 12％，记录粉磨时间，并按照《水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料》(JG/T 315-2011)测试其流动度比和28d活性指数。
表1具体实施方式的粉磨时间和技术指标
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，发现采用分级粉磨加工和加入助磨剂能够有效降低粉磨时间，降低粉磨能耗，仅采取一种措施也能够降低粉磨时间，当时降低幅度相对较小；通过采用复合矿物掺合料混磨和化学激发剂混磨能够有效提高天然火山灰质材料的流动度比和活性指数，仅采用化学激发剂的措施能够提高活性指数，对流动度比提高没有效果。
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 (8)

1.一种天然火山灰质材料粉磨加工方法，包括以下步骤：
步骤一：取天然火山灰质材料源采用9.5mm和16mm方孔筛进行筛分，筛下部分分别进行晾晒、备用；
步骤二：将9.5～16mm之间的天然火山灰质材料放入粉磨设备粉磨，粉磨1～5min后，将小于9.5mm的颗粒放入所述粉磨设备粉磨2-3min；
步骤三：将占所述天然火山灰质材料质量分数10～20％的复合矿物掺合料放入所述粉磨设备混磨1-3min；
步骤四：将占天然火山灰质材料质量分数0.1～0.5％的天然火山灰质材料粉磨添加剂放入所述粉磨设备粉磨1-3min，生产出磨细天然火山灰质材料；
其中，所述的复合矿物掺合料为粉煤灰和硅粉按照质量比(70～80)：(20～30)的比例混合而成；
所述的天然火山灰质材料粉磨添加剂为化学激发剂和助磨剂按照质量比(60～70)：(30～40)的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的天然火山灰质材料源为火山渣或者浮石。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的晾晒为将天然火山灰质材料铺放在混凝土平板上在阳光下放置1～2天。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述的粉磨设备为球磨机、立磨机或者雷蒙磨。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，45μm筛余小于12％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述的天然火山灰质材料粉磨添加剂为化学激发剂和助磨剂按照质量比(65～70)：(35～40)的比例混合而成。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述的化学激发剂为石膏、明矾石、石灰、氯化钠中的一种或者几种混合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征于：所述的助磨剂为三乙醇胺或者三异丙醇胺。
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