CN101367631A - 超细粉煤灰基复合矿物掺合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超细粉煤灰基复合矿物掺合料及其制备方法，它以超细粉磨的粉煤灰作为主体，根据粒度优化组合以及化学激发理论复合矿渣粉及激发剂而制成。矿渣粉重量为超细粉煤灰重量的0.1～0.6倍，激发剂用量为总粉料量的5‰～8‰。本发明涉及的超细粉煤灰基复合矿物掺合料在混凝土中的最佳掺量为15％～30％。和普通矿物掺和料相比，使用本发明的矿物掺和料能够使混凝土的新拌性能得到显著改善，初始坍落度明显增大，而且在90分钟内几乎不损失。硬化混凝土密实程度高，强度以及耐久性能大幅度改善，是一种高性能高功能的矿物掺和料，最适合配制C60级以上高强高性能混凝土。

Description

超细粉煤灰基复合矿物掺合料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料及其制造方法，特别涉及一种适合配制高性能混凝土用的超细粉煤灰基复合矿物掺合料及其制备方法。

背景技术

为了提高新拌混凝土的工作性及硬化混凝土的使用寿命，在混凝土制造过程中均需加入矿物掺合料。矿物掺合料不仅可改善新拌混凝土的工作性，而且可以使硬化混凝土结构更加密实，从而使混凝土更加耐久。

目前混凝土制造业使用的矿物掺合料主要是粉煤灰或矿渣粉，细度一般在400～600m²/kg。这两种掺和料在配制高性能混凝土时也起到了相当重要的作用，但目前在生产和使用这些普通矿物掺和料时，还未考虑与水泥粒度的匹配，没有从胶凝材料体系实现最佳密实度的要求来进行优化，因此在拌制C60级以上的高强高性能混凝土时，还必须加入一种价格昂贵的硅灰作为填充料，以弥补细颗粒的不足。硅灰由于来源短缺，价格往往高出这些普通矿物掺和料的10倍以上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种价格低廉，性能优越，适合配制高性能混凝土用的超细粉煤灰基复合矿物掺合料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超细粉煤灰基复合矿物掺合料，包括以下重量配比的组分：

比表面积为1000m²/kg±100m²/kg的超细粉煤灰    100份

细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉              10～60份

激发剂        超细粉煤灰和矿渣粉的总料量的5‰～8‰

所述的激发剂按重量份数由10～30份多聚糖、10～30份醋酸钠、10～30份链烷醇胺及10～70份载体水混合而成。

所述的超细粉煤灰，是将不能够直接用于混凝土的粗粉煤灰，磨细至小于5μm的颗粒占粒度组成的90％以上。

所述超细粉煤灰基复合矿物掺合料的密实度为0.65以上。

所述的多聚糖的平均分子量在10000～30000之间。

所述的链烷醇胺是三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合。

所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比，将激发剂各组分溶于载体水中形成稳定的溶液；

(2)利用超细球磨***对粉煤灰进行粉磨的过程中加入激发剂溶液，将混有激发剂的粉煤灰粉磨至要求的技术指标：粒度小于5μm的颗粒占90％以上，比表面积为1000m²/kg±100m²/kg；

(3)然后按重量比加入细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉，在搅拌机中搅拌均匀，得到产品。

本发明的有益效果是：本发明的超细粉煤灰基矿物复合掺和料，主要从粒度优化方面入手，使得配制混凝土的整个胶凝材料体系，尽可能实现密实程度的最大化，由于90％以上的粉煤灰颗粒都小于5μm，使得胶凝材料体系并不缺少细颗粒，因此在配制高强高性能混凝土时，不再需要添加硅灰，大大节省了混凝土的配制成本。同时，由于结合使用了激发剂，使得由这种矿物掺和料配制的混凝土早期强度能够和使用硅灰的混凝土相媲美，而后期强度则可以超过使用硅灰的混凝土。另外，本发明所涉及的超细粉煤灰，区别于采用分选工艺而得到的超细粉煤灰，采用分选方法时由于选出的超细粉煤灰数量很少，分选成本高，剩余的粗粉煤灰还需要二次处理，而本发明使用的超细粉煤灰，是通过粉磨方式得到的，能够将所有的原状粉煤灰全部利用，用于粉磨的原状粉煤灰可以是不能够直接用于混凝土中的粗灰。

具体实施方式

本发明的超细粉煤灰基复合矿物掺合料，包括以下重量配比的组分：

比表面积为1000m²/kg±100m²/kg的超细粉煤灰   100份

细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉             10～60份

激发剂    超细粉煤灰和矿渣粉的总料量的5‰～8‰

所述的激发剂按重量份数由10～30份多聚糖、10～30份醋酸钠、10～30份链烷醇胺及10～70份载体水混合而成。

所述的超细粉煤灰，是将不能够直接用于混凝土的粗粉煤灰，磨细至小于5μm的颗粒占粒度组成的90％以上。

所述超细粉煤灰基复合矿物掺合料的密实度为0.65以上。

所述的多聚糖的平均分子量在10000～30000之间。

所述的链烷醇胺是三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合。

所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比，将激发剂各组分溶于载体水中形成稳定的溶液；

(2)利用超细球磨***对粉煤灰进行粉磨的过程中加入激发剂溶液，将混有激发剂的粉煤灰粉磨至要求的技术指标：粒度小于5μm的颗粒占90％以上，比表面积为1000m²/kg±100m²/kg；

(3)然后按重量比加入细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉，在搅拌机中搅拌均匀，得到产品。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例1

(1)称取1.875g多聚糖(平均分子量为20000)、1.875g醋酸钠、0.75g三乙醇胺，溶于3g水中形成稳定的激发剂溶液；

(2)对1000g粉煤灰进行粉磨的过程中加入上述制得的7.5g激发剂溶液，利用超细球磨***将混有激发剂的粉煤灰粉磨至要求的技术指标：粒度小于5μm的颗粒占90％以上，比表面积为1000m²/kg±100m²/kg；

(3)然后加入细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉500g，在搅拌机中搅拌均匀，得到产品，产品的密实度为0.66。

实施例2

制备方法同实施例1，配方为煤灰用量为1000g，细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉量为200g。激发剂用量为9.6g，激发剂由2.88g多聚糖(平均分子量为30000)，2.88g醋酸钠、0.96g三乙醇胺、0.96g三异丙醇胺及1.92g水组成。得到产品的密实度为0.68。

表1、2为上述实施例在混凝土中应用的具体表现。

表-1 W/C同为0.33的一组混凝土性能

注：混凝土配合比为：胶凝材料510kg/m³：砂714kg/m³：碎石1028kg/m³

表2 减水剂掺量同为0.8％的一组混凝土性能

注：混凝土配合比为：胶凝材料500kg/m³：砂575kg/m³：碎石1225kg/m

当然所述的多聚糖的平均分子量在10000～30000之间均可，所述的链烷醇胺可以是三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合。

本发明涉及的超细粉煤灰基复合矿物掺合料是由超细粉煤灰与矿渣粉及激发剂复合而成，超细粉煤灰的比表面积1000m²/kg±100m²/kg，矿渣粉的比表面积450m²/kg±50m²/kg，矿渣粉按重量计为超细粉煤灰重量的0.1～0.6倍，激发剂用量为总粉料量的5‰～8‰。所述的超细粉煤灰粒度小于5μm的量占90％以上。所述的激发剂按重量份数由10～30份多聚糖、10～30份醋酸钠、10～30份链烷醇胺及10～70份载体水混合而成，该激发剂能够使超细粉煤灰基矿物掺和料的早期活性指数提高10％以上，后期活性指数提高5％以上。本发明的矿物掺和料在混凝土中的掺量为15～30％，最优掺量为20％。所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料制备方法如下：首先将激发剂各组分溶于载体水中形成稳定的溶液，在利用超细球磨***对粉煤灰进行粉磨的过程中加入激发剂溶液，将混有激发剂的粉煤灰粉磨至要求的技术指标，最后再加入符合细度要求的矿渣粉，在搅拌机中搅拌均匀。

本发明技术中充分考虑了超细粉煤灰与矿渣的粒度组合关系，具有很高的粉体堆积密实度，在拌合混凝土的过程中和水泥一起形成良好的颗粒匹配，符合现代混凝土技术对胶凝材料体系的最佳粒度分布要求，使体系的孔隙率降低，由于粉煤灰得到充分研磨，其中的多孔玻璃体物质和一些形状不规则的大颗粒得到破解，释放出更多的尺寸更小的球状微珠，这些因素导致胶凝材料体系的需水量减小，工作性大大提高，能够起到减水10％的效果。现代混凝土都掺有高效减水剂，借助于高效减水剂的作用，超细粉煤灰基矿物掺和料中大量的微小微珠得以充分分散，起到滚珠的效应，是混凝土工作性得以大幅度的另一主要原因。同时，由于这些微小颗粒经过了充分的研磨，本身结构比较致密，对减水剂的吸附很小，使得混凝土的坍落度几乎不损失。尽管超细粉煤灰矿物掺和料的使用能够使混凝土的密实程度得到大幅度提高，硬化混凝土的后期强度也很好，但是混凝土的早期强度和使用硅灰的混凝土相比有所欠缺，所以使用了激发剂。本发明使用的激发剂针对粉煤灰和矿渣复合体系在水泥中的水化特性，优选的配方组合能够明显提高该掺和料的早期活性，达到提高混凝土早期强度的目的。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种超细粉煤灰基复合矿物掺合料，包括以下重量配比的组分：

比表面积为1000m²/kg±100m²/kg的超细粉煤灰        100份

细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉                  10～60份

激发剂 超细粉煤灰和矿渣粉的总料量的5‰～8‰

所述的激发剂按重量份数由10～30份多聚糖、10～30份醋酸钠、10～30份链烷醇胺及10～70份载体水混合而成。

2.根据权利要求1所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料，其特征在于，所述的超细粉煤灰，是将不能够直接用于混凝土的粗粉煤灰，磨细至小于5μm的颗粒占粒度组成的90％以上。

3.根据权利要求1所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料，其特征在于，所述超细粉煤灰基复合矿物掺合料的密实度为0.65以上。

4.根据权利要求1所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料，其特征在于，所述的多聚糖的平均分子量在10000～30000之间。

5.根据权利要求1所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料，其特征在于，所述的链烷醇胺是三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合。

6.权利要求1所述的超细粉煤灰基复合矿物掺合料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比，将激发剂各组分溶于载体水中形成稳定的溶液；

(2)利用超细球磨***对粉煤灰进行粉磨的过程中加入激发剂溶液，将混有激发剂的粉煤灰粉磨至要求的技术指标：粒度小于5μm的颗粒占90％以上，比表面积为1000m²/kg±100m²/kg；

(3)然后按重量比加入细度为450m²/kg±50m²/kg的矿渣粉，在搅拌机中搅拌均匀，得到产品。