CN116283023B - 一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116283023B CN116283023B CN202310350774.6A CN202310350774A CN116283023B CN 116283023 B CN116283023 B CN 116283023B CN 202310350774 A CN202310350774 A CN 202310350774A CN 116283023 B CN116283023 B CN 116283023B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- parts
- fly ash
- strength
- early
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 30
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 17
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 14
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical group [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 7
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 claims description 6
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 claims description 6
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 claims description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920002774 Maltodextrin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005913 Maltodextrin Substances 0.000 claims description 5
- VYJWAACGBWHAEO-UHFFFAOYSA-L P(OC(CO)OP([O-])=O)([O-])=O.[Na+].[Na+] Chemical compound P(OC(CO)OP([O-])=O)([O-])=O.[Na+].[Na+] VYJWAACGBWHAEO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 5
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L disodium;(2r)-3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].COC1=CC=CC(C[C@H](CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L 0.000 claims description 5
- 229940035034 maltodextrin Drugs 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 6
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000006028 limestone Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 45
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 8
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005551 calcium lignosulfonate Polymers 0.000 description 4
- RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L calcium;3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Ca+2].COC1=CC=CC(CC(CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 2
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 229960003010 sodium sulfate Drugs 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- IMPJIGYFRNDTFT-UHFFFAOYSA-N P1(=O)OC(CO)OP(O1)=O.[Na] Chemical compound P1(=O)OC(CO)OP(O1)=O.[Na] IMPJIGYFRNDTFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- -1 stirring Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用，属于固体废弃物资源化利用技术领域。本发明以活性剂、早强剂以及助磨剂复合制备活性激发剂，之后加入高炉矿渣，粉煤灰，炉渣，脱硫石膏，钢、锰、锂渣等固体废弃物，通过粉磨加工工艺，获得高性能复合早强超细粉。本发明公开的高性能复合早强超细粉能够等量替代20％～50％的水泥或混凝土，可以保持水泥或混凝土3天、7天、28天强度不下降或略有上升。本发明制备的复合早强超细粉将粉煤灰、矿粉和炉渣、石灰石粉等固体废弃物掺量提升到30％～50％，可起到废物利用，减轻对生态环境的污染，增加经济收益的目的。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用。
背景技术
粉煤灰是指从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰中含有少量的重金属，大量的粉煤灰如果得不到有效的利用，将会对土地、空气和地下水造成污染。而在混凝土中掺入粉煤灰，可以钳制粉煤灰中绝大多数的重金属，使之安全地与水泥水化产物结合。因此，在保证水泥、混凝土性能，甚至提高水泥、混凝土性能的前提下，合理地掺入工业生产中的粉煤灰作为混凝土中的矿物掺合料，替代原生产中的水泥，无论是对社会还是对生态，都有着积极意义。
目前使用的混凝土掺合料和水泥混合材，主要由粉煤灰、石灰石粉、矿粉和炉渣等固体废弃物组成。由于这些固体废弃物活性较低，特别是早期反应较慢，因此得到的混凝土掺合料和水泥混合材早期强度低。有研究发现，粒径小于30μm的超细粉体具有比表面积高、粒度细、高活性等特点，于是将粉煤灰、石灰石粉、矿粉和炉渣等固体废弃物超细化处理可有效解决早期强度低这一技术问题。但是超细化粉煤灰极易团聚，容易导致水泥、混凝土力学性能下降等问题。因此，制备出一种高活性、分散性好且保持或提高早强的超细粉成为本领域技术人员亟待解决的难题。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明技术方案之一：一种高性能复合早强超细粉，按质量份计包括以下原料：高炉矿渣30～60份，粉煤灰20～50份，炉渣20～30份，脱硫石膏2～10份，钢、锰、锂渣10～20份和活性激发剂5～10份。
进一步地，钢、锰、锂渣的质量比为2∶2∶1。
进一步地，所述活性激发剂按质量份计包括：活性剂50～80份，早强剂20～50份和助磨剂1～5份。
进一步地，所述活性剂的制备方法为：
1)将粉煤灰与水按质量份数比为1∶4进行混合，得到粉煤灰浆液；
2)将粉体A和粉体B按摩尔比为(1～3)∶1加入到步骤1)制备的粉煤灰浆液中，并搅拌反应；
3)对步骤2)搅拌反应后的浆液进行压滤，烘干，粉磨，得到所述活性剂。
更进一步地，步骤1)中，粉煤灰与水混合的具体步骤为：控制搅拌转速为280～320r/min，边搅拌边将水加入到粉煤灰中。
更进一步地，步骤2)中，将粉体A和粉体B加入到粉煤灰浆液的具体步骤为：控制搅拌转速为280～320r/min，边搅拌边加入。
更进一步地，步骤2)中，所述粉体A为硝酸钙或亚硝酸钙，其粒度为30μm，所述粉体B为偏硅酸钠，其粒度为30μm；粉体A和粉体B的加入总量为粉煤灰浆液质量的20％～40％。
更进一步地，步骤2)中，所述搅拌反应的转速为280～320r/min(搅拌反应的转速与加入粉体A和粉体B时的搅拌转速一致)，时间为3～8h。
更进一步地，步骤3)中，所述烘干为烘干至含水量≤0.5％，所述粉磨为粉磨至粒度为30μm。
进一步地，所述早强剂的制备方法为：将组分A和组分B按质量份数比为20∶1进行混合。
更进一步地，所述组分A为甲酸钙、乙酸钙、亚硝酸钙、磷酸盐、硫酸钠和氢氧化钠中的多种以任意比例混合。
更进一步地，所述组分B为木质素磺酸盐和羟基乙叉二膦酸钠按质量份数比为1∶1进行混合。
更进一步地，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。
进一步地，所述助磨剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、聚乙二醇、丙二醇、糖蜜、麦芽糊精和木质素磺酸钠中的一种或多种。
本发明技术方案之二：上述高性能复合早强超细粉的制备方法，包括以下步骤：按质量份数称取各原料，之后粉磨加工，得到所述高性能复合早强超细粉。
进一步地，所述粉磨加工的粉磨系统为立式辊磨系统、振动磨或雷蒙磨；
进一步地，所述粉磨加工时间为30～40min，粉磨加工至粒度为30微米方孔筛筛余≤2％，含水量为≤0.5％。
本发明技术方案之三：上述高性能复合早强超细粉在混凝土掺合料和水泥混合材方面的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明制备的复合早强超细粉能够等量替代20％～50％的水泥或混凝土，可以保持水泥或混凝土3天、28天强度不下降或略有上升。
本发明制备的复合早强超细粉将粉煤灰、矿粉和炉渣、石灰石粉等固体废弃物掺量提升到30％～50％，可起到废物利用，减轻对生态环境的污染，增加经济收益的目的。
本发明活性激发剂以活性剂、早强剂、助磨剂复合而成。
本发明将粉体硝酸钙或亚硝酸钙、粉体偏硅酸钠置于粉煤灰浆液中反应合成活性剂，之后经压滤、烘干、粉磨得到以粉煤灰为基底的粉体活性剂。以粉煤灰为基底的粉体活性剂在混料时能够均匀分散，能够有效的与其他原料进行接触，从而有效提高粉煤灰、矿粉和炉渣、石灰石粉等固体废弃物等组分的活性。
本发明以硫酸钠、甲酸钙、乙酸钙、磷酸盐、亚硝酸钙、氢氧化钠、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠、羟基乙叉二膦酸钠为原料复配制备早强剂，各原料交互作用增强早期强度。
本发明以三乙醇胺、三异丙醇胺、糖蜜、麦芽糊精、木质素磺酸钠、聚乙二醇、丙二醇中的一种或几种制备助磨剂，确保复合粉料在球磨中的粒度，从而提高强度。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。
以下实施例中，高炉矿渣为钢厂高炉炼铁副产品，粉煤灰为电厂2级粉煤灰，脱硫石膏为对含硫燃料(煤、油等)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。
以下实施例中，所述硝酸钙、亚硝酸钙、偏硅酸钠、甲酸钙、乙酸钙、亚硝酸钙、磷酸盐、硫酸钠、氢氧化钠、木质素磺酸盐和羟基乙叉二膦酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺、聚乙二醇、丙二醇、糖蜜和麦芽糊精均为市购。
实施例1
1.活性剂的制备：
1)按质量份数比为4∶1称取水和粉煤灰，并在搅拌转速为300r/min的条件下，边搅拌边将水加入至粉煤灰中，得到粉煤灰浆液；
2)按摩尔比为1.5∶1称取粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠，并在搅拌转速为300r/min的条件下，边搅拌边将粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠加入至步骤1)得到的粉煤灰浆液中，其中，粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠的加入总量为粉煤灰浆液质量的30％，之后，保持搅拌转速反应4h；
3)将步骤2)反应后的浆液压滤，滤渣烘干至含水量为0.5％，并粉磨至粒度为30μm，得到活性剂；
2.早强剂的制备：
1)按照质量份数比为1∶1∶1称取硫酸钠、甲酸钙、乙酸钙并混合均匀，得到组份A；
2)按照质量份数比为1∶1称取木质素磺酸钙和羟基乙叉二膦酸钠并混合均匀，得到组份B；
3)将步骤1)得到的组分A和步骤2)得到的组分B按照质量份数比为20∶1均匀混合，得到早强剂；
3.助磨剂的制备：
按照质量份数比为1∶1∶1称取三乙醇胺、丙二醇和木质素磺酸钠中混合均匀，得到助磨剂；
4.活性激发剂的制备：
将65份步骤1得到的活性剂，30份步骤2得到的早强剂和3份步骤3得到的助磨剂均匀混合，得到活性激发剂；
5.复合超细粉的制备：
1)按照质量份数称取高炉矿渣30份，粉煤灰25份，炉渣20份，脱硫石膏5份，钢、锰、锂混合渣10份和步骤5得到的活性激发剂10份；
2)将步骤1)称取的原料粉磨加工，得到复合超细粉，其中粉磨加工系统为振动磨，时间为40min。
实施例2
同实施例1，区别仅在于，步骤1活性剂的制备为：
1)按质量份数比为4∶1称取水和粉煤灰，并在搅拌转速为300r/min的条件下，边搅拌边将水加入至粉煤灰中，得到粉煤灰浆液；
2)按摩尔比为3∶1称取粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠，并在搅拌转速为300r/min的条件下，边搅拌边将粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠加入至步骤1)得到的粉煤灰浆液中，其中，粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠的加入总量为粉煤灰浆液质量的20％，之后，保持搅拌转速反应3h；
3)将步骤2)反应后的浆液压滤，滤渣烘干至含水量为0.5％，并粉磨至粒度为30μm，得到活性剂。
实施例3
同实施例1，区别仅在于，步骤1活性剂的制备为：
1)按质量份数比为4∶1称取水和粉煤灰，并在搅拌转速为300r/min的条件下，边搅拌边将水加入至粉煤灰中，得到粉煤灰浆液；
2)按摩尔比为1∶1称取粉体亚硝酸钙和粉体偏硅酸钠，并在搅拌转速为300r/min的条件下，边搅拌边将粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠加入至步骤1)得到的粉煤灰浆液中，其中，粉体硝酸钙和粉体偏硅酸钠的加入总量为粉煤灰浆液质量的40％，之后，保持搅拌转速反应8h；
3)将步骤2)反应后的浆液压滤，滤渣烘干至含水量为0.5％，并粉磨至粒度为30μm，得到活性剂。
实施例4
同实施例1，区别仅在于，步骤2早强剂的制备为：
1)按照质量份数比为1∶1∶1称取亚硝酸钙、磷酸钠和氢氧化钠并混合均匀，得到组份A；
2)按照质量份数比为1∶1称取木质素磺酸钙和羟基乙叉二膦酸钠并混合均匀，得到组份B；
3)将步骤1)得到的组分A和步骤2)得到的组分B按照质量份数比为20∶1均匀混合，得到早强剂。
实施例5
同实施例1，区别仅在于，步骤3助磨剂的制备为：
按照质量份数比为1∶1∶1∶1称取三异丙醇胺、聚乙二醇、糖蜜和麦芽糊精混合均匀，得到助磨剂。
实施例6
同实施例1，区别仅在于，步骤4活性激发剂的制备为：
将50份步骤1得到的活性剂，20份步骤2得到的早强剂和1份步骤3得到的助磨剂均匀混合，得到活性激发剂。
实施例7
同实施例1，区别仅在于，步骤4活性激发剂的制备为：
将80份步骤1得到的活性剂，50份步骤2得到的早强剂和5份步骤3得到的助磨剂均匀混合，得到活性激发剂。
实施例8
同实施例1，区别仅在于，步骤5复合超细粉的制备为：
1)按照质量份数称取高炉矿渣30份，粉煤灰20份，炉渣20份，脱硫石膏2份，钢、锰、锂混合渣10份和步骤5得到的活性激发剂5份；
2)将步骤1)称取的原料粉磨加工，得到复合超细粉，其中粉磨加工系统为立式辊磨系统，时间为40min。
实施例9
同实施例1，区别仅在于，步骤5复合超细粉的制备为：
1)按照质量份数称取高炉矿渣60份，粉煤灰50份，炉渣30份，脱硫石膏10份，钢、锰、锂混合渣20份和步骤5得到的活性激发剂10份；
2)将步骤1)称取的原料粉磨加工，得到复合超细粉，其中粉磨加工系统为雷蒙磨，时间为40min。
对比例1
同实施例1，区别仅在于，省略步骤1活性剂的制备以及步骤4活性激发剂的制备中活性剂的添加，即省略活性激发剂里面活性剂的添加。
对比例2
同实施例1，区别仅在于，省略步骤2早强剂的制备以及步骤4活性激发剂的制备中早强剂的添加，即省略活性激发剂里面早强剂的添加。
对比例3
同实施例1，区别仅在于，省略步骤3助磨剂的制备以及步骤4活性激发剂的制备中助磨剂的添加，即省略活性激发剂里面助磨剂的添加。
效果验证：
一、复合超细粉对水泥性能的影响
称取P·O42.5水泥450g，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到P·O42.5空白试样；
称取P·O42.5水泥315g，实施例1～9或对比例1～3制备得到的复合超细粉135g(复合超细粉掺量为30％)，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到P·O42.5实施例1试样～P·O42.5对比例3试样；
称取C30水泥450g，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到C30空白试样；
称取C30水泥315g，实施例1～9或对比例1～3制备得到的复合超细粉C30(复合超细粉掺量为30％)，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到C30实施例1试样～C30对比例3试样；
1、外观检验(肉眼观察)：
P·O42.5空白试样、P·O42.5实施例1试样～P·O42.5实施例9试样以及P·O42.5对比例1试样～P·O42.5对比例3试样表面呈深灰色，无明显气泡；
C30空白试样、C30实施例1试样～C30实施例9试样以及C30对比例1试样～C30对比例3试样表面呈深灰色，无明显气泡。
2、抗压性能检验
对P·O42.5空白试样、C30空白试样、P·O42.5实施例1试样～P·O42.5对比例3试样和C30实施例1试样～C30对比例3试样按照GB/T17671-1999进行抗压强度测试，测试结果如表1所示：
表1抗压强度(单位：MPa)
| 3d抗压强度 | 28d抗压强度 | |
| P·O42.5空白试样 | 26.5 | 50.6 |
| P·O42.5实施例1试样 | 31.0 | 53.0 |
| P·O42.5实施例2试样 | 29.8 | 52.0 |
| P·O42.5实施例3试样 | 30.2 | 51.6 |
| P·O42.5实施例4试样 | 28.9 | 51.3 |
| P·O42.5实施例5试样 | 29.3 | 52.2 |
| P·O42.5实施例6试样 | 30.5 | 51.8 |
| P·O42.5实施例7试样 | 30.1 | 52.1 |
| P·O42.5实施例8试样 | 29.7 | 51.9 |
| P·O42.5实施例9试样 | 29.6 | 51.7 |
| P·O42.5对比例1试样 | 26.7 | 50.7 |
| P·O42.5对比例2试样 | 27.1 | 50.9 |
| P·O42.5对比例3试样 | 27.9 | 50.6 |
| C30空白试样 | 21.8 | 38.3 |
| C30实施例1试样 | 25.8 | 39.6 |
| C30实施例2试样 | 24.9 | 39.3 |
| C30实施例3试样 | 25.1 | 38.9 |
| C30实施例4试样 | 25.6 | 38.8 |
| C30实施例5试样 | 25.8 | 39.6 |
| C30实施例6试样 | 25.7 | 39.3 |
| C30实施例7试样 | 24.8 | 39.5 |
| C30实施例8试样 | 25.2 | 39.4 |
| C30实施例9试样 | 25.4 | 38.9 |
| C30对比例1试样 | 22.7 | 38.4 |
| C30对比例2试样 | 22.9 | 38.3 |
| C30对比例3试样 | 23.0 | 38.2 |
以上实施例仅是示例性，在后续的实验验证过程中，发现在改变以下条件中的任意参数时，得到的高性能复合早强超细粉在水泥和混凝土30％等量替代中，P·O42.5水泥3d抗压强度为29～31MPa，28d抗压强度为51～53MPa；混凝土C303d抗压强度为23～25.8MPa，28d抗压强度为38.4～39.6MPa。
上述条件包括：
(1)活性激发剂的制备过程中：
粉体硝酸钙或亚硝酸钙、粉体偏硅酸钠的摩尔比；
甲酸钙、乙酸钙、亚硝酸钙、磷酸盐、硫酸钠和氢氧化钠的选择与配比；
(2)高炉矿渣，粉煤灰，炉渣，脱硫石膏，钢、锰、锂渣，活性激发剂的用量。
二、复合超细粉的掺量水泥性能的影响
称取P·O42.5水泥360g，实施例1制备得到的复合超细粉90g(复合超细粉等量代替20％P·O42.5水泥)，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到P·O42.5实施例1(20％)试样；
称取P·O42.5水泥225g，实施例1制备得到的复合超细粉225g(复合超细粉等量代替50％P·O42.5水泥)，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到P·O42.5实施例1(50％)试样；
称取C30水泥360g，实施例1制备得到的复合超细粉90g(复合超细粉等量代替20％C30水泥)，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到C30实施例1(20％)试样；
称取C30水泥225g，实施例1制备得到的复合超细粉225g(复合超细粉等量代替50％C30水泥)，按GB175-2007和GB/T17671-1999标准规定进行搅拌、试样成型及养护，得到C30实施例1(50％)试样；
对P·O42.5实施例1(20％)试样、P·O42.5实施例1(50％)试样按照GB/T17671-1999进行抗压强度测试，测试结果如表2所示：
表2抗压强度(单位：MPa)
| 3d抗压强度 | 28d抗压强度 | |
| P·O42.5实施例1(20％)试样 | 29.2 | 52 |
| P·O42.5实施例1(50％)试样 | 29 | 51.6 |
| C30实施例1(20％)试样 | 25.3 | 39 |
| C30实施例1(50％)试样 | 25.2 | 38.5 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种高性能复合早强超细粉，其特征在于，按质量份计，其原料如下：高炉矿渣30～60份，粉煤灰20～50份，炉渣20～30份，脱硫石膏2～10份，钢、锰、锂混合渣10～20份和活性激发剂5～10份；
所述活性激发剂按质量份计，为：活性剂50～80份，早强剂20～50份和助磨剂1～5份；
所述活性剂的制备方法为：
1)将粉煤灰与水按质量份数比为1∶4进行混合，得到粉煤灰浆液；
2)将粉体A和粉体B按摩尔比为(1～3)∶1加入到步骤1)制备的粉煤灰浆液中，并搅拌反应；
3)对步骤2)搅拌反应后的浆液进行压滤，烘干，粉磨，得到所述活性剂；
步骤2)中，所述粉体A为硝酸钙或亚硝酸钙，所述粉体B为偏硅酸钠；粉体A和粉体B的加入总量为粉煤灰浆液质量的20％～40％；所述搅拌反应的转速为280-320r/min，时间为3～8h；步骤3)中，所述烘干为烘干至含水量≤0.5％，所述粉磨为粉磨至粒度为30μm。
2.根据权利要求1所述的一种高性能复合早强超细粉，其特征在于，所述早强剂的制备方法为：将组分A和组分B按质量份数比为20∶1进行混合，得到所述早强剂。
3.根据权利要求2所述的一种高性能复合早强超细粉，其特征在于，所述组分A为甲酸钙、乙酸钙、亚硝酸钙、磷酸钠、硫酸钠和氢氧化钠中的多种以任意比例混合；所述组分B为木质素磺酸盐和羟基乙叉二膦酸钠按质量份数比为1∶1进行混合。
4.根据权利要求1所述的一种高性能复合早强超细粉，其特征在于，所述助磨剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、聚乙二醇、丙二醇、糖蜜、麦芽糊精和木质素磺酸钠中的一种或多种。
5.一种权利要求1～4任一项所述高性能复合早强超细粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量份数称取各原料，之后粉磨加工，得到所述高性能复合早强超细粉。
6.根据权利要求5所述的高性能复合早强超细粉的制备方法，其特征在于，所述粉磨加工时间为30～40min，粉磨加工至粒度为30微米方孔筛筛余≤2％，含水量为≤0.5％。
7.一种权利要求1～4任一项所述高性能复合早强超细粉在混凝土掺合料和水泥混合材方面的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310350774.6A CN116283023B (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310350774.6A CN116283023B (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116283023A CN116283023A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116283023B true CN116283023B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=86779871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310350774.6A Active CN116283023B (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116283023B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101508557A (zh) * | 2009-04-09 | 2009-08-19 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 一种高早强混凝土用掺合料 |
| CN101514088A (zh) * | 2008-02-22 | 2009-08-26 | 陈加耘 | 磨细高钛矿渣粉煤灰复合高性能混凝土 |
| CN102101757A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 王明贵 | 掺合工业废渣的复合硅酸盐水泥及其生产方法 |
| CN102249625A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-11-23 | 范会生 | 一种复合胶凝材料及其制备方法 |
| WO2018117306A1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | 한국세라믹기술원 | 활성 분체를 사용하는 모르타르 |
| KR101989505B1 (ko) * | 2018-12-28 | 2019-06-17 | 주식회사 삼표산업 | 콘크리트 조강 촉진형 혼화제 및 이를 포함하는 콘크리트 조성물 |
| CN110423035A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-08 | 江苏金木土科技有限公司 | 一种粉体水化硅酸钙早强剂及其制备方法 |
| AU2020102145A4 (en) * | 2020-09-04 | 2020-11-12 | N, Ganesan PROF | Engineered hybrid fibre reinforced ternary blend geopolymer concrete composite |
| CN112608046A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-04-06 | 河北京兰水泥有限公司 | 燃煤炉渣复合混合材及其制备方法和应用 |
| KR102462964B1 (ko) * | 2021-09-23 | 2022-11-07 | (주)삼진콘크리트 | 슬래그 미분말을 이용한 콘크리트 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 콘크리트 구조물 |
-
2023
- 2023-04-04 CN CN202310350774.6A patent/CN116283023B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101514088A (zh) * | 2008-02-22 | 2009-08-26 | 陈加耘 | 磨细高钛矿渣粉煤灰复合高性能混凝土 |
| CN101508557A (zh) * | 2009-04-09 | 2009-08-19 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 一种高早强混凝土用掺合料 |
| CN102101757A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 王明贵 | 掺合工业废渣的复合硅酸盐水泥及其生产方法 |
| CN102249625A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-11-23 | 范会生 | 一种复合胶凝材料及其制备方法 |
| WO2018117306A1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | 한국세라믹기술원 | 활성 분체를 사용하는 모르타르 |
| KR101989505B1 (ko) * | 2018-12-28 | 2019-06-17 | 주식회사 삼표산업 | 콘크리트 조강 촉진형 혼화제 및 이를 포함하는 콘크리트 조성물 |
| CN110423035A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-08 | 江苏金木土科技有限公司 | 一种粉体水化硅酸钙早强剂及其制备方法 |
| AU2020102145A4 (en) * | 2020-09-04 | 2020-11-12 | N, Ganesan PROF | Engineered hybrid fibre reinforced ternary blend geopolymer concrete composite |
| CN112608046A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-04-06 | 河北京兰水泥有限公司 | 燃煤炉渣复合混合材及其制备方法和应用 |
| KR102462964B1 (ko) * | 2021-09-23 | 2022-11-07 | (주)삼진콘크리트 | 슬래그 미분말을 이용한 콘크리트 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 콘크리트 구조물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116283023A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108623196A (zh) | 一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法 | |
| CN113336516A (zh) | 一种采用多元固废制备的胶凝材料及其协同调控方法 | |
| CN113213789B (zh) | 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法 | |
| CN103979807A (zh) | 一种建筑垃圾再生高活性矿物掺合料及其制备 | |
| CN114292081B (zh) | 一种无水泥低碳混凝土及其制备方法 | |
| CN114276097A (zh) | 一种通过分相活化提高镍渣活性的镍渣胶凝材料及制备方法 | |
| CN113372052A (zh) | 利用玻璃态煤渣制备的混凝土及其制备方法 | |
| CN116283023B (zh) | 一种高性能复合早强超细粉及其制备方法和应用 | |
| CN115448655B (zh) | 一种基于建筑垃圾的路面基层材料及其制备方法 | |
| CN108585575B (zh) | 水泥缓凝剂及其制备方法和应用 | |
| CN113603377B (zh) | 一种利用电解锰渣生产的水泥及其生产方法 | |
| CN113880486B (zh) | 一种利用钢铁厂固废的复合掺合料及其制备方法 | |
| CN112694275B (zh) | 一种脱硫灰作为掺合料资源化利用成套预处理方法及应用 | |
| CN113929331A (zh) | 一种改性石灰石粉、胶凝材料及制备方法 | |
| CN115321897A (zh) | 一种早期强度高的低碳胶凝材料及其加工方法 | |
| CN112919846A (zh) | 一种尾矿制备混凝土掺合料的方法 | |
| CN112573853A (zh) | 一种以钛石膏为主的全固废胶凝材料激发剂及其制备方法 | |
| CN112408818A (zh) | 一种铜尾矿及渣土固化剂的制备方法及其应用 | |
| CN1215009C (zh) | 白色硅酸盐水泥及其生产方法 | |
| KR100226944B1 (ko) | 고강도 비소성 펠릿의 제조방법 | |
| CN113582574B (zh) | 一种以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料及其制备方法 | |
| CN117658577B (zh) | 一种基于垃圾焚烧二次底渣的软土固化剂及其制备方法与应用 | |
| CN115677281B (zh) | 一种人行道砖及其制备方法 | |
| CN115583813B (zh) | 一种矿粉-粉煤灰-钢渣体系混凝土用复合掺合料及其制备方法 | |
| CN114772972B (zh) | 一种基于混凝土废浆的混凝土矿物掺合料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |