CN111072325A - 一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆 - Google Patents

一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆，该掺合料包括矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿及助磨剂；制备时将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂混合，粉磨并烘干、冷却后，加入粉煤灰漂珠混匀，即制得该掺合料；砂浆包括水、水泥、砂子及掺合料。本发明通过将矿粉、粉煤灰漂珠和石英砂尾矿进行复配，同时结合助磨剂，进而制备的复合矿物掺合料能够有效提高了砂浆流动度，符合JG/T486‑2015《混凝土用复合掺合料》使用标准(7d、28d活性指数≥65％、流动比≥110％)。

Description

一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制 备的砂浆
技术领域
本发明属于砂浆制备领域，尤其涉及一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆。
背景技术
目前混凝土中使用大量水泥，水泥在生产过程中具有高排放和高能耗问题，生产成本也居高不下。向混凝土中掺加部分工业加工废弃物，如矿粉、粉煤灰漂珠、含硅尾矿等取代一部分水泥，不但能有效控制水泥用量，降低生产成本同时实现废物利用，减少这些固体废弃物对环境的污染。近来研究将这些废弃物用作水泥混凝土矿物掺合料的工作已得到开展，研究表明这些掺合料能与水泥水化产物发生缓慢反应，生成具有一定强度的水化产物，同时在后期也能满足强度要求。
现有的对于水泥混凝土掺合料的研究大多都是单掺矿粉、粉煤灰、尾矿等，对于其利用潜力也没有充分的认识。由于矿粉需水量低，可降低混凝土水胶比，增加混凝土的流动性，易泵送，改善混凝土的和易性，但也容易造成混凝土收缩大、泌水等不良影响。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够有效提高砂浆流动度的易流型复合矿物掺合料；
本发明的第二目的是提供该掺合料的制备方法；
本发明的第三目的是提供采用上述掺合料制备的砂浆。
技术方案：本发明易流型复合矿物掺合料，按重量份数包括如下原料：矿粉 40-60份、粉煤灰漂珠20-50份、石英砂尾矿20-25份，以及占矿粉、粉煤灰漂珠和石英砂尾矿总重量0.2-0.5％的助磨剂，该助磨剂为有机硅树脂和聚丙烯酸钠分散剂的混合物。
本发明采用石英砂尾矿并结合多元混合醇醚助磨剂，进而有效改善矿粉和石英砂尾矿的球形度，提高水泥混凝土的流动度，同时也保证了其后期强度不出现较大波动。
进一步说，助磨剂可为50-80％有机硅树脂和20％-50％聚丙烯酸钠的混合物。优选的，石英砂尾矿中的SiO2含量不低于90wt％。粉煤灰漂珠中的Al2O3含量不低于30wt％、SiO2含量不低于55wt％。
本发明制备上述易流型复合矿物掺合料的方法，包括如下步骤：按重量份数将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂混合，粉磨并烘干、冷却后，加入粉煤灰漂珠混匀，制得该掺合料。
再进一步说，在制备时烘干是在100-110℃条件下进行，烘干后的含水率≤1％，45μm筛余≤12％。
本发明采用上述易流型复合矿物掺合料制备的砂浆，按重量份数包括：水 225-315份、水泥315份、砂子1125-1575份、掺合料135份。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：通过将矿粉、粉煤灰漂珠和石英砂尾矿进行复配，同时结合助磨剂，进而制备的复合矿物掺合料能够有效提高了砂浆流动度，符合JG/T486-2015《混凝土用复合掺合料》使用标准(7d、 28d活性指数≥65％、流动比≥110％)；且采用粉煤灰漂珠、矿粉以及石英砂尾矿这三种常见的工业固体废弃物作为原料，成本低廉，减少了环境污染，避免了资源浪费，具有重大的经济效益和环保意义。此外，其制备方法简单，采用该掺合料制备的砂浆抗压强度高、流动性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明所用矿粉为大丰港S95级矿粉，是水淬高炉矿渣，经干燥、粉磨等工艺处理后得到的高细度、高活性粉料；
所用粉煤灰漂珠为采用干法机械分选空心微粉而得，其中粒径为400目， 45μm筛余为8-10％，比表面积为360m2/kg，烧失量为1.33％，Al2O3含量不低于 30wt％，SiO2含量不低于55wt％；
所用石英砂尾矿为湿法生产石英砂后，挖池存放尾矿，经过一定时间的充分沉淀后，滤水晾干得到，其中SiO2含量不低于90wt％。
实施例1
该易流型复合矿物掺合料所包括的原料如下表1所示。其中，助磨剂为80 份硅树脂和20份聚丙烯酸钠分散剂的混合物，占矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿之和的0.2％。
表1实施例1的掺合料组分
原料 矿粉 粉煤灰漂珠 石英砂尾矿
含量/份 40 40 20
该易流型复合矿物掺合料的制备方法包括如下步骤：将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂放入球磨机中，粉磨至45μm方孔筛筛选量小于12％，将粉磨后的物料于 105℃烘箱中烘干，冷却后与粉煤灰漂珠在V型混料机中混合均匀，得到易流型复合矿物掺合料。
采用该掺合料制备的砂浆，原料如下表2所示。
表2实施例1的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂 复合掺合料
含量/份 225 315 1350 135
该砂浆的制备方法包括如下步骤：把水加入锅里，再加入水泥和掺合料，把锅放在水泥胶砂搅拌机的固定架上，上升至固定位置；然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入，把机器转至高速再拌 30s，停拌90s，在第1个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间，最后在高速下继续搅拌60s，各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。其中，高速自转为285±10r/min，公转为125±10r/min，低速自转为140±5r/min，公转为62±5r/min。
实施例2
该易流型复合矿物掺合料所包括的原料如下表3所示。其中，助磨剂为80 份硅树脂和20份聚丙烯酸钠分散剂的混合物，占矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿之和的0.3％。
表3实施例2的掺合料组分
原料 矿粉 粉煤灰漂珠 石英砂尾矿
含量/份 60 20 20
该易流型复合矿物掺合料的制备方法包括如下步骤：将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂放入球磨机中，粉磨至45μm方孔筛筛选量小于12％，将粉磨后的物料于105℃烘箱中烘干，冷却后与粉煤灰漂珠在V型混料机中混合均匀，得到易流型复合矿物掺合料。
采用该掺合料制备的砂浆，原料如下表4所示。
表4实施例2的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂 复合掺合料
含量/份 225 315 1350 135
该砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例3
该易流型复合矿物掺合料所包括的原料如下表5所示。其中，助磨剂为80 份硅树脂和20份聚丙烯酸钠分散剂的混合物，占矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿之和的0.4％。
表5实施例3的掺合料组分
原料 矿粉 粉煤灰漂珠 石英砂尾矿
含量/份 50 30 20
该易流型复合矿物掺合料的制备方法包括如下步骤：将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂放入球磨机中，粉磨至45μm方孔筛筛选量小于12％，将粉磨后的物料于 105℃烘箱中烘干，冷却后与粉煤灰漂珠在V型混料机中混合均匀，得到易流型复合矿物掺合料。
采用该掺合料制备的砂浆，原料如下表6所示。
表6实施例3的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂 复合掺合料
含量/份 225 315 1350 135
该砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例4
该易流型复合矿物掺合料所包括的原料如下表7所示。其中，助磨剂为80 份硅树脂和20份聚丙烯酸钠分散剂的混合物，占矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿之和的0.4％。
表7实施例4的掺合料组分
原料 矿粉 粉煤灰漂珠 石英砂尾矿
含量/份 55 25 20
该易流型复合矿物掺合料的制备方法包括如下步骤：将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂放入球磨机中，粉磨至45μm方孔筛筛选量小于12％，将粉磨后的物料于 105℃烘箱中烘干，冷却后与粉煤灰漂珠在V型混料机中混合均匀，得到易流型复合矿物掺合料。
采用该掺合料制备的砂浆，原料如下表8所示。
表8实施例4的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂 复合掺合料
含量/份 225 315 1350 135
该砂浆的制备方法与实施例1相同。
对比例
制备砂浆，基本步骤与实施例4相同，不同之处在于该砂浆中不添加掺合料，具体如下表9所示。
表9对比例的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂
含量/份 225 450 1350
该砂浆的制备方法包括如下步骤：把水加入锅里加入水泥把锅，放在水泥胶砂搅拌机的固定架上，上升至固定位置；然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入，把机器转至高速再拌30s，停拌90s，在第1个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间，最后在高速下继续搅拌60s，各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。
性能检测
将上述实施例1-4及对比例制备的砂浆参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》，进行砂浆流动性以及抗压强度测试，其所试配的砂浆流动度、流动度比、7d和28d活性指数，获得的结果如下表10所示。
表10实施例1-4及对比例制备的砂浆性能表
Figure BDA0002325594200000061
通过表10可知，本发明提供的掺入30wt％的易流型复合掺合料替代水泥能够改善水泥砂浆的流动度，均达到JG/T486-2015《混凝土用复合掺合料》流动度比110％的要求。易流型复合矿物掺合料的加入显著降低了7d抗压强度，而28d 抗压强度与空白组水泥相差不大，均符合JG/T486-2015《混凝土用复合掺合料》 7d和28d 65％活性指数的要求。
实施例5
该易流型复合矿物掺合料所包括的原料如下表11所示。其中，助磨剂为50 树脂和50丙烯酸钠分散剂的混合物，占矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿之和的 0.5。
表11实施例5掺合料组分
原料 矿粉 粉煤灰漂珠 石英砂尾矿
含量/份 50 50 25
该易流型复合矿物掺合料的制备方法包括如下步骤：将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂放入球磨机中，粉磨至45μm方孔筛筛选量小于12％，将粉磨后的物料于 105℃烘箱中烘干，冷却后与粉煤灰漂珠在V型混料机中混合均匀，得到易流型复合矿物掺合料。
采用该掺合料制备的砂浆，原料如下表12。
表12实施例5的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂 复合掺合料
含量/份 315 336 1575 144
该砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例6
基本步骤与实施例5相同，不同之处在于砂浆的原料组成，具体如下表13 所示。
表13实施例6的砂浆组分
原料 水 水泥 标准砂 复合掺合料
含量/份 225 294 1125 126
通过上述实施例可知，本发明制备的复合矿物掺合料能够有效提高了砂浆流动度，符合JG/T486-2015《混凝土用复合掺合料》使用标准。

Claims (7)

1.一种易流型复合矿物掺合料，其特征在于按重量份数包括如下原料：矿粉40-60份、粉煤灰漂珠20-50份、石英砂尾矿20-25份；以及占矿粉、粉煤灰漂珠和石英砂尾矿总重量0.2-0.5％的助磨剂，该助磨剂为有机硅树脂和聚丙烯酸钠的混合物。
2.根据权利要求1所述的易流型复合矿物掺合料，其特征在于：所述助磨剂为50-80％有机硅树脂和20-50％聚丙烯酸钠的混合物。
3.根据权利要求1所述的易流型复合矿物掺合料，其特征在于：所述石英砂尾矿中的SiO2含量不低于90wt％。
4.根据权利要求1所述的易流型复合矿物掺合料，其特征在于：所述粉煤灰漂珠中Al2O3含量不低于30wt％、SiO2含量不低于55wt％。
5.一种制备权利要求1所述易流型复合矿物掺合料的方法，其特征在于包括如下步骤：按重量份数将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂混合，粉磨并烘干、冷却后，加入粉煤灰漂珠混匀，即制得该掺合料。
6.根据权利要求5所述制备易流型复合矿物掺合料的方法，其特征在于：所述烘干是在100-110℃条件下进行，烘干后的含水率≤1％。
7.采用权利要求1所述易流型复合矿物掺合料制备的砂浆，其特征在于按重量份数包括如下原料：水225-315份、水泥294-336份、砂子1125-1575份、掺合料126-144份。
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