CN113003969A - 一种以沸石粉为主的高活性掺合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以沸石粉为主的高活性掺合料及其制备方法，以沸石粉、硅粉、熟料和DEIPA‑TEA助磨增强剂为原料，按一定比例经过混磨工艺配制得到一种以沸石粉为主的高活性掺合料。本发明方法针对沸石粉早期活性不足的问题，利用DEIPA‑TEA助磨增强剂活化激发沸石粉，制得一种以沸石粉为主的早期高活性掺合料，能够使沸石粉早期活性指数提高4%～12%，以增强掺合料的抗压强度；本发明的高活性掺合料适用于高性能混凝土，提高沸石粉利用率，降低混凝土成本，适宜工业推广和应用。
Description
技术领域
本发明属于混凝土原材料技术领域，具体涉及一种以沸石粉为主的高活性掺合料及其制备方法。
背景技术
辅助胶凝材料通常是由具有火山灰活性的硅铝酸盐组成，广泛应用于水泥基材料。经活化处理的工业固体废弃物，诸如粉煤灰、矿粉、硅粉等，均可以用作辅助胶凝材料掺入水泥基材料中，能够明显改善水泥基材料的力学性能及耐久性能。
目前，由于工业技术的进步和环境保护的需求，工业固体废弃物的产量也逐渐减少，导致工业固体废弃物不能满足市场需求，而矿业固体废弃物的储量较多、利用率低，充分利用矿业固体废弃物可以很好的缓解这一问题。其中，作为矿业固体废弃物的天然沸石粉具有一定的火山灰活性和较好的易磨性。因此，将活化处理的沸石粉用作辅助胶凝材料的研究具有重要意义。
为了进一步提高沸石粉的活性，在沸石粉球磨过程中加入助磨增强剂。助磨增强剂是在水泥或辅助胶凝材料球磨时加入，起到助磨、增强作用的一种外加剂，常用的有醇类、醇胺类、无机盐类以及工业副产品等。在水泥粉磨过程中加入适量的三乙醇胺(TEA)，可显著提高早期抗压强度，但后期强度却会降低；加入适量的二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)对早期和后期强度的发展均有促进作用。
综上所述，针对沸石粉早期活性不足的问题，本发明采用DEIPA-TEA助磨增强剂活化激发沸石粉，制得一种以沸石粉为主的高活性掺合料，能够显著提高沸石粉早期活性。
发明内容
本发明的目的是为了满足现实需要，提供一种以沸石粉为主的高活性掺合料及其制备方法，通过在沸石粉球磨过程中加入助磨增强剂，以解决沸石粉早期活性不足的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种以沸石粉为主的高活性掺合料，包括沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂，所述沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂在高活性掺合料中的含量以重量份表示为：
90-110份沸石粉；
0-2份硅粉；
6-9份熟料；
0.03-0.05份助磨增强剂。
优选地，所述沸石粉为丝光沸石粉或斜发沸石粉中的一种。
优选地，所述硅粉的比表面积为15000～20000m2/kg。
优选地，所述熟料为市售水泥熟料。
优选地，所述助磨增强剂为二乙醇单异丙醇胺和三乙醇胺的混合物。
一种以沸石粉为主的高活性掺合料的制备方法，制备方法步骤如下：
步骤一：将沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂按一定配比准备原料；
步骤二：将沸石粉、硅粉和熟料混合均匀后加入助磨增强剂得到混合料；
步骤三：将混合料投入到球磨机中粉磨10-15min制得一种以沸石粉为主的高活性掺合料。
上述过程中，步骤二中所用助磨增强剂，其二乙醇单异丙醇胺:三乙醇胺＝6:4～8:2。
上述过程中，步骤三中所述粉磨10-15min，粉磨机的转速为50r/min。
本发明的有益效果：
本发明方法针对沸石粉早期活性不足的问题，利用DEIPA-TEA助磨增强剂活化激发沸石粉，制得一种以沸石粉为主的早期高活性掺合料，能够使沸石粉早期活性指数提高4％～12％，以增强水泥或辅助胶凝材料的抗压强度；本发明的高活性掺合料适用于高性能混凝土，提高沸石粉利用率，降低混凝土成本，适宜工业推广和应用。
附图说明
图1为本发明助磨增强剂活化激发沸石粉的流程示意图；
图2为本发明所用沸石粉表面形貌扫描电镜图；
图3为本发明所用沸石粉的EDS分析图；
图4为本发明沸石粉(a)、DEIPA(b)和TEA(c)的化学结构式和三维构象。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
实施例：参见图1-4。
一种以沸石粉为主的高活性掺合料，包括沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂，所述沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂在高活性掺合料中的含量以重量份表示为：90-110份沸石粉；0-2份硅粉；6-9份熟料；0.03-0.05份助磨增强剂；其制备方法步骤如下：
步骤一：按照100份沸石粉，1份硅粉，7份熟料和0.04份助磨增强剂的配比准备原料；
步骤二：将沸石粉、硅粉和熟料混合均匀后加入助磨增强剂得到混合料；
步骤三：将混合料投入到球磨机中粉磨10-15min制得一种以沸石粉为主的高活性掺合料。
实施例1：
取沸石粉1500g、硅粉15g和熟料105g混合均匀后，将混合料投入球磨机中，设置球磨机转速为50r/min，粉磨10min，制得一种以沸石粉为主的掺合料。
实施例2：
取沸石粉1500g、硅粉15g和熟料105g混合均匀后，加入0.6g助磨增强剂(DEIPA)，接着将混合料投入球磨机中，设置球磨机转速为50r/min，粉磨10min，制得一种以沸石粉为主的掺合料。
实施例3：
取沸石粉1500g、硅粉15g和熟料105g混合均匀后，加入0.6gDEIPA-TEA助磨增强剂(DEIPA:TEA＝6:4)，接着将混合料投入球磨机中，设置球磨机转速为50r/min，粉磨10min，制得一种以沸石粉为主的掺合料。
实施例4：
取沸石粉1500g、硅粉15g和熟料105g混合均匀后，加入0.6gDEIPA-TEA助磨增强剂(DEIPA:TEA＝7:3)，接着将混合料投入球磨机中，设置球磨机转速为50r/min，粉磨10min，制得一种以沸石粉为主的掺合料。
实施例5：
取沸石粉1500g和熟料105g混合均匀后，加入0.6gDEIPA-TEA助磨增强剂(DEIPA:TEA＝7:3)，接着将混合料投入球磨机中，设置球磨机转速为50r/min，粉磨10min，制得一种以沸石粉为主的掺合料。
掺合料沸石粉活性检测：
取上述实施例1-5中所制得的掺合料，通过水泥胶砂实验测定沸石粉的活性指数，其胶砂配比见下表1，沸石粉性能测试结果见下表2。
表1胶砂配比
表2性能测试结果
由上表1、表2可以看出：
①对比实施例1与实施例2所制得的掺合料，相较于实施例1中未添加助磨增强剂的掺合料，添加有单一助磨增强剂(DEIPA)的实施例2中所制得的掺合料，其3d抗压强度和沸石粉活性有所提高；
②对比实施例2与实施例3-4所制得的掺合料，相较于实施例2中添加单一助磨增强剂(DEIPA)的掺合料，添加有DEIPA-TEA助磨增强剂的实施例3和实施例4所制得的掺合料，其3d抗压强度和沸石粉活性均有明显提高；
③对比实施例4与实施例5所制得的掺合料，相较于实施例4中添加硅粉所制得的掺合料，未添加硅粉的实施例5中所制得的掺合料，其沸石粉活性有所下降。
综上所述，本发明方法针对沸石粉早期活性不足的问题，利用DEIPA-TEA助磨增强剂活化激发沸石粉，制得一种以沸石粉为主的早期高活性掺合料，能够使沸石粉早期活性指数提高4％～12％，以增强水泥或辅助胶凝材料的抗压强度；采用本发明方法制得的高活性掺合料能够显著降低工程技术经济方面的造价，适宜工业推广和应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种以沸石粉为主的高活性掺合料，包括沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂，其特征在于，所述沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂在高活性掺合料中的含量以重量份表示为：
90-110份 沸石粉；
0-2份 硅粉；
6-9份 熟料；
0.03-0.05份 助磨增强剂。
2.根据权利要求1所述的一种以沸石粉为主的高活性掺合料，其特征在于，所述沸石粉为丝光沸石粉或斜发沸石粉中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种以沸石粉为主的高活性掺合料，其特征在于，所述硅粉的比表面积为15000～20000m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种以沸石粉为主的高活性掺合料，其特征在于，所述熟料为市售水泥熟料。
5.根据权利要求1所述的一种以沸石粉为主的高活性掺合料，其特征在于，所述助磨增强剂为二乙醇单异丙醇胺和三乙醇胺的混合物。
6.一种以沸石粉为主的高活性掺合料的制备方法，其特征在于，制备方法步骤如下：
步骤一：将沸石粉、硅粉、熟料和助磨增强剂按一定配比准备原料；
步骤二：将沸石粉、硅粉和熟料混合均匀后加入助磨增强剂得到混合料；
步骤三：将混合料投入到球磨机中粉磨10-15min制得一种以沸石粉为主的高活性掺合料。
7.根据权利要求6所述的一种以沸石粉为主的高活性掺合料的制备方法，其特征在于，步骤二中所用助磨增强剂，其二乙醇单异丙醇胺:三乙醇胺=6:4～8:2。
8.根据权利要求6所述的一种以沸石粉为主的高活性掺合料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述粉磨10-15min，粉磨机的转速为50r/min。
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