CN1238311A - 高效能混合材及生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种高效能混合材及生产方法，混合材的勃氏比表面积＝7500cm2/g—30000cm2/g，粉磨使用微钢锻磨并且加助磨剂粉煤灰。该方法具有工业上可行，经济上合理的优点。该混合材是硅酸盐水泥问世后第一次、砼第三次质的飞跃的重要组成部分。

Description

高效能混合材及生产方法
本发明涉及一种建筑材料及生产方法，特别是涉及一种高效能水泥和高效能砼中掺入的一种混合材及生产方法。
众所周知，水泥中或砼中可以掺入符合国家相关标准的混合材，用于降低水泥或砼成本，综合利用工业废渣，改善水泥或砼的某些性能，但是常规方法在水泥或砼中掺入混合材后，水泥或砼的某些性能，例如：早期强度、标号、粘聚性、抗冻性、抗碳性能力等均有不同程度的降低。为解决以上问题，中国专利申请95109759.8提出一种高质粉煤灰加工方法，其特征在于将粉煤灰经高效涡流选粉机分选，收集粒径小于30μ的颗粒，必要时加入0～4％的减水剂即成高质粉煤灰。该方法投资少，成本低；产品是一种较好的高质混合材。但是该方法有如下缺点：1、分选后80％以上粗粉煤灰还需处理；2、分选的粒径30μ以下(比表面积=6000cm2/g)还不十分理想；3、仅限于粉煤灰的利用。
本发明的目的是找到一种可完全利用各种混合材，而且性能更优的混合材及生产方法。
一种高效能混合材，由符合所在国混合材国家标准的所有混合材中的一种或一种以上按任意比例配制而成，其特征在于：混合材的勃氏比表面积=7500cm2/g-30000cm2/g。
一种高效能混合材生产方法，由磨机、选粉机、提升机、收尘器、风机、喂料计量系统等组成，其特征在于：磨机内研磨体使用微钢锻、或微钢球、或微钢锻和微钢球，助磨剂使用粉煤灰。
一种高效能混合材生产方法，其特征在于粉磨时可以掺入混合材总量0.5～5％的减水型外加剂。
凡符合所在国混合材国家标准的所有混合材(如矿渣、钢渣、锰渣、铬渣、增钙液态渣、窑灰、煤矸石、石灰石、活化砂、玄武岩、沸石、改性粉煤灰、粉煤灰等)均可做高效能混合材的原料，但以无内孔，易磨混合材较好。凡符合所在国国家标准水泥中或砼中允许使用的减水型外加剂均可使用，但以萘磺酸盐甲醛缩合物，水溶性密胺磺酸盐甲醛缩合物效果较好，如与接枝共聚物复合使用效果更好。任何种类的混合材其活性均程度不同大大低于水泥熟料，在常规水泥生产中，为达到相同水泥标号，提高混合材比表面积不如提高水泥熟料比表面积节能。但是把混合材单独粉磨到6000cm2/g以上后再与水泥混合，出现了意想不到的效果，即较大的改善了水泥或砼的流动性和粘聚性，例如把粉煤灰粉磨到勃氏比表面积6000cm2/g,8000cm2/g,12000cm2/g,16000cm2/g，按水泥总量30％掺入常规硅酸盐水泥中，水泥达到相同流动度时分别减水5％,10％,20％,30％,水泥28天抗压强度比分别达到80％,100％,150％,200％,水泥的粘聚性也相应提高，程度不同的解决了常规硅酸盐水泥砼存在的分层、离析、不良的界面过渡区等问题，这是二十世纪水泥和砼领域最重大发现之一，并将导致水泥和砼领域理论上和实践上的一次革命。常规粉磨时，由于研磨介质尺寸过大造成过剩粉磨力，粉磨到高比表面积(例如矿渣粉磨到勃氏比表面积大于4000cm2/g)时，就会出现混合材的“集聚、粘团”现象，乃至包裹研磨介质，粘糊衬板和篦板等现象，阻碍比表面积的增长，致使生产难以进行，使用微钢锻、或微钢球、或微钢锻和球，锻(球)径小于12mm，可以一定程度解决此问题。如果再进一步提高比表面积，必须加助磨剂，否则还会出现“粘聚、结团”现象，并且到一定比表面积(例如矿渣粉磨到6000cm2/g)时，无论粉磨电耗多大，也无法再提高比表面积。但一般助磨剂掺加量少，价格高，稍有不谨，掺加不均匀就会影响混合材质量。利用粉煤灰做助磨剂可以解决此问题。1．粉煤灰本身就是混合材；2．粉煤灰是工业排放量最大工业废渣、价格较低；3．粉煤灰中残碳是优质助磨剂，而且较均匀分布在粉煤灰中。当粉磨到高比表面积时(例如粉磨到8000cm2/g时)能使粉磨电耗降低70％以上，真正做到一举多得。
结合实施例，进一步说明高效能混合材的性能和生产方法。
高效能混合材生产方法工艺流程图见附图。
附图中1是粉煤灰库，2是其它磨细混合材库，3是减水型外加剂库，4是计量设备，5是提升机，6是高效高细选粉机，7是微钢锻(球)磨，磨内装微钢锻、或微钢球，或微钢锻和球，微钢锻(球)最大直径12mm，一般根据入磨物料最大粒径可选10mm、8mm、6mm,8是高效袋收尘器或者电收尘器，9是排风机，10是成品——高效能混合材。
当粉磨产品勃氏比表面积小于10000cm2/g时，可以选用不使用高效高细选粉机的开流微钢锻磨系统。
当粉磨产品勃氏比表面积大于12000cm2/g时，可以选用图中A流程，即入磨原料直接入微钢锻(球)磨，粉磨后再入选粉机分选。
生产时，当原料是一种时，就是粉煤灰，粉煤灰即是助磨剂，又是原料。当原料是一种以上时，其中一种是粉煤灰，粉煤灰即是助磨剂，又是一种原料，其它混合材可以是符合所在国混合材国标的任一种或一种以上的磨细料，根据产品质量要求，还可以加入0.5～5％的减水型外加剂，这几种原料经计量后，由输送设备送入提升机，和粉磨后也送入提升机的半成品由提升机提升至高效高细选粉机内进行分选，分选后成品进入收尘器，收集后即为成品——高效能混合材。分选后粗料再进入微钢锻(球)磨继续粉磨，重复闭路循环过程，直至粉磨到要求细度。
高效能混合材配制的高效能水泥性能见表一。
高效能混合材配制的高效能水泥制成的高效能砼性能见表二。
看表一，对比序号1与4，可以看出，序号4比序号1减水30％，抗压强度提高一倍，这主要由于细度12000cm2/g粉煤灰允填于细度3000cm2/g硅酸盐水泥空隙中和允填于标准砂界面过渡区提高了水泥石密实性均匀性的结果。对比序号1与4与16，可以看出，水泥强度与硅酸盐水泥熟料含量相关性不大，但和混合材细度和需水量相关性较大，这一发现有利于降低单位水泥有害气体二氧化碳排放，大量综合利用工业废渣，具有重大经济和环保意义。看表二，对比序号1与2与3，可以看出，增大高效能混合材掺加量是提高砼耐久性的关键措施。
高效能混合材生产方法生产的高效能混合材，不仅综合利用了冶金、煤矿、电力等行业工业废渣，还减少了水泥行业对环境的污染，更重要的是，它使人们彻底改变了利用工业废渣仅仅是为了环境保护的观念，使工业废渣成为提高砼和水泥质量的必须掺加料，成为二十世纪水泥领域第一次、砼领域第三次质的飞跃的重要组成部分。
                                 高效能混合材配制的水泥性能
                                                                           表一
  外加剂名称掺加量％ 混合材名称％ 掺加量 混合材细度cm2/g     水泥胶砂标准流动度(130～140mm)需水量％ 抗压强度MPa1天   28天   序号
    0    0 硅酸盐水泥     0     3000     0.44     14    60     1
    0    0 粉煤灰     30     8000     0.39     12    61     2
    0    0 粉煤灰     30     12000     0.36     20    92     3
    0    0 粉煤灰     30     16000     0.30     36    120     4
    0    0 粉煤灰     30     30000     0.25     54    126     5
奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰     30     8000     0.30     28    94     6
奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰     30     12000     0.25     42    126     7
奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰     30     16000     0.22     58    130     8
  外加剂名称掺加量％ 混合材名称％   掺加量％  混合材细度cm2/g 水泥胶砂标准流动度(130-140mm)需水量％ 抗压强度MPa1天 28天 序号
    0    0 粉煤灰70％石灰石30％     45     12000     0.32   32  86  9
  奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰70％石灰石30％     45     12000     0.24   56  120  10
    0    0 粉煤灰70％矿渣  30％     45     12000     0.33   28  106  11
  奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰70％矿渣  30％     45     12000     0.24   56  126  12
    0    0 粉煤灰70％钢渣  30％     45     12000     0.33   20  92  13
  奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰70％钢渣  30％     45     12000     0.24   48  120  14
    0    0 粉煤灰50％矿渣  50％     60     12000     0.31   38  110  15
  奈磺酸钠甲醛缩合物2 粉煤灰50％矿渣  50％     60     12000     0.22   62  130  16
注：抗压强度成型水灰比按标准流动度需水量决定。
                            高效能混合材配制的高效能水泥制成的高效能砼性能
                                                                                           表二
原水泥序号 坍落度CM 水灰比％  砂率％     单方砼用量(kg)     抗压强度(MPa) 抗冻系数％ 抗渗标号MPa 抗蚀系数％     序号
 水泥  水  砂  石子  1天  3天  28天  90天
 1  18  48  45  500  240  715  875  10     21  46  62  0.60 大于0.8  0.60     1
 4  18  32  38  500  160  675  1100  28     44  96  110  1.00 大于2.0  1.04     2
 16  21  24  38  500  120  715  1165  46     78  118  128  1.08 大于4.0  1.12     3

Claims (2)

1、一种高效能混合材，由符合所在国混合材国家标准的所有混合材中的一种或一种以上以任意比例配制而成，其特征在于：混合材的勃氏比表面积=7500cm2/g-30000cm2/g。
2、一种高效能混合材生产方法，由磨机、选粉机、提升机、收尘器、风机、喂料计量系统等组成，其特征在于：磨机内研磨体使用微钢锻、或微钢球、或微钢锻和球。助磨剂使用粉磨灰。
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