一種改性花崗巖石粉摻合料及其製備方法與流程
2023-09-20 11:59:30 1
本發明屬於固體廢棄物處理與資源化利用技術領域，涉及一種改性花崗巖石粉摻合料及其製備方法。
背景技術：
近年來，隨著國家基礎建設的推進，市場上對混凝土的需求量急劇增長，現有的常用粉煤灰、礦粉等混凝土摻合料供應日趨緊張，產量越來越難以滿足混凝土的需求，而花崗巖資源在我國分布廣泛，各種花崗巖石材加工和生產機制砂過程中，會產生大量的花崗巖石粉，這些花崗巖石粉大多被隨意堆置，並沒有被良好的利用。若能將花崗巖石粉作為摻和料應用到混凝土中，不僅減少了廢棄物的堆砌，而且可以解決現有摻合料總量不足的問題，緩解供需矛盾，其價格遠遠低於礦粉、粉煤灰等常規摻合料，因此成本低，還能就地取材，充分利用當地資源。
國內外相關學者的研究表明：(1)花崗巖石粉的摻入可以加速水泥的水化；(2)花崗巖石粉的顆粒形貌主要可以分為形態效應和填充效應，能夠提高水泥基材料的流動性。然而，由於花崗巖石粉活性不高，單獨摻入時會對水泥基材料的強度產生不利影響。因此，採用適當的方法對花崗巖石粉進行改性處理，提高其活性，對花崗巖石粉的高效利用意義重大。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種改性花崗巖石粉摻合料及其製備方法，該方法能夠提高花崗巖石粉活性，改善所得混凝土的工作性能(流動度達240-253mm，7d活性指數達63-72％，28d活性指數達79-85％)，極大地提高了工業廢棄物花崗巖石粉的利用價值。
為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：
提供一種改性花崗巖石粉摻合料，按重量百分比計，其原料包括花崗巖石粉、無機改性劑和助磨劑，其中花崗巖石粉和無機改性劑的質量比例為：花崗巖石粉80～85份，無機改性劑15～20份，二者質量合計100份，助磨劑質量佔花崗巖石粉和無機改性劑質量之和的0.1～0.3％。
按上述方案，所述花崗巖石粉中SiO2>70wt％，亞藍值400m2/Kg得到無機改性劑。
按上述方案，步驟2)所述微波場的頻率為2300-2450MHz。
按上述方案，所述助磨劑為三乙醇胺和乙二醇按質量比為2：1得到的混合物。
本發明還提供上述改性花崗巖石粉摻合料的製備方法，其特徵在於步驟如下：將原料按比例混合均勻後置於球磨機中粉磨至45μm篩餘≤8％，得到改性花崗巖石粉摻合料。
以及基於上述改性花崗巖石粉摻合料得到的砂漿。
按上述方案，所述改性花崗巖石粉摻合料質量佔水泥總量的20-30％。
本發明的有益效果在於：1.本發明提供的改性花崗巖石粉摻合料具有較高的活性，另外，所得改性花崗巖石粉摻合料的粒度較小，能夠有效地填充水泥顆粒的縫隙，因此該摻和料能夠有效提高混凝土的工作性能和強度；2)本發明用改性的花崗巖粉末製備摻合料取代部分水泥，既能有效利用機制砂生產過程中產生的花崗巖石粉，減少了花崗巖石粉的浪費，也能部分解決現有混凝土行業礦物摻合料緊缺的局面，而且所得混凝土性能良好(流動度達240-253mm，7d活性指數達63-72％，28d活性指數達79-85％)，具有較高的經濟價值。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例1
製備無機改性劑，所用氧化物原料及質量比為：Al2O3 25％，Fe2O3 10％，CaO 18％，MgO 3％，SiO2 42％，SO3(K2SO4)2％；將上述氧化物原料混合均勻後在頻率為2450MHz的微波場中加熱5小時，然後按1000℃2h，1260℃2h，1450℃3h進行分段煅燒處理，隨後在空氣中進行冷卻並在球磨機中粉磨至比表面積>400m2/kg，得到無機改性劑。
製備改性花崗巖石粉摻合料：將80質量份花崗巖石粉(SiO2含量為75％，亞藍值是0.4)與20份無機改性劑以及助磨劑(三乙醇胺和乙二醇按質量比為2：1得到的混合物)混合均勻，助磨劑質量佔花崗巖石粉和無機改性劑質量之和的0.2％，然後置於球磨機中粉磨至45μm篩餘為7％，得到改性花崗巖石粉摻合料。
參照《GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》測試本實施例所得改性花崗巖石粉摻合料的性能，用改性花崗巖石粉摻合料替代30％的水泥，測得所得混凝土的流動度為253mm，7d活性指數為63％，28d活性指數為79％。
實施例2
製備無機改性劑，所用氧化物原料及質量比為：Al2O3 30％，Fe2O3 9％，CaO 11％，MgO 1.5％，SiO2 47.5％，SO3(Na2SO4)1％；將上述氧化物原料混合均勻後在頻率為2300MHz的微波場中加熱5小時，然後按1000℃2h，1260℃2h，1450℃3h進行分段煅燒處理，隨後在空氣中進行冷卻並在球磨機中粉磨至比表面積>400m2/kg，得到無機改性劑。
製備改性花崗巖石粉摻合料：將80質量份花崗巖石粉(SiO2含量是80％，亞藍值是0.4)與20份無機改性劑以及助磨劑(三乙醇胺和乙二醇按質量比為2：1得到的混合物)混合均勻，助磨劑質量佔花崗巖石粉和無機改性劑質量之和的0.3％，然後置於球磨機中粉磨至45μm篩餘為7％，得到改性花崗巖石粉摻合料。
參照《GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》測試本實施例所得改性花崗巖石粉摻合料的性能，用改性花崗巖石粉摻合料替代30％的水泥，測得所得混凝土的流動度為240mm，7d活性指數為70％，28d活性指數為85％。
實施例3
製備無機改性劑，所用氧化物原料及質量比為：Al2O3 35％，Fe2O3 15％，CaO 12.5％，MgO 4.5％，SiO2 30％，SO3(Na2SO4)3％；將上述氧化物原料混合均勻後在頻率為2350MHz的微波場中加熱5小時，然後按1000℃2h，1260℃2h，1450℃3h進行分段煅燒處理，隨後在空氣中進行冷卻並在球磨機中粉磨至比表面積>400m2/kg，得到無機改性劑。
製備改性花崗巖石粉摻合料：將80質量份花崗巖石粉(SiO2含量是83％，亞藍值是0.4)與20份無機改性劑以及助磨劑(三乙醇胺和乙二醇按質量比為2：1得到的混合物)混合均勻，助磨劑質量佔花崗巖石粉和無機改性劑質量之和的0.3％，然後置於球磨機中粉磨至45μm篩餘為7％，得到改性花崗巖石粉摻合料。
參照《GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》測試本實施例所得改性花崗巖石粉摻合料的性能，用改性花崗巖石粉摻合料替代30％的水泥，測得所得混凝土的流動度為249mm，7d活性指數為72％，28d活性指數為82％。