[发明专利]一种改性石灰石粉高性能矿物掺合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性石灰石粉高性能矿物掺合料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着城市化进程加快，混凝土用量迅猛增长，再加上国家对火电厂、冶金工业的宏观调控，以及现有矿物掺合料生产水平等制约，导致优质粉煤灰、磨细矿粉等混凝土矿物掺合料地区性供应日趋紧张，将难以满足混凝土生产需求。因此，急需寻求其它可替代矿物掺合料。

我国石材矿藏丰富，是建筑装饰石材生产第一大国。但是，由于很多生产厂商的设备和技术比较落后，在开采和加工的过程中往往会产生大量的石材尾矿、边角料及石粉等，这些石料不易处理和利用，目前主要以填埋和堆放处理，占用了大量的良田和河道，造成了巨大的环境污染和资源浪费。将堆积如山的尾矿和废弃石粉如同粉煤灰和高炉矿渣等废弃物一样加以回收利用，作为矿物掺合料取代部分普通硅酸盐水泥使用，可以达到变废为宝、节约自然资源和保护生态环境的目的。

石灰石粉以其来源丰富、价格低廉且具有潜在的火山灰活性，已成为一种潜在的矿物掺合料。目前处理石粉的方法主要是用作水泥混合材，但是这种方法对水泥、混凝土的性能改善不明显，而且其掺量低，技术与经济效益非常有限，然而将其直接用作混凝土矿物掺合料且掺量较大时，不仅会降低混凝土的强度等级，还会加速水泥的水化反应，导致混凝土工作性损失加快，需开发与之相适应的减水剂进行调控，不利于预拌混凝土质量和成本控制。

综上，开发出一种能够大掺量用于混凝土，既能增加混凝土强度，又能改善混凝土工作性的石灰石粉高性能复合矿物掺合料，不仅能解决混凝土矿物掺合料资源紧缺的问题，而且具有可观的经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种改性石灰石粉高性能复合矿物掺合料及其制备方法，所述石灰石粉复合矿物掺合料可明显改善混凝土的和易性，具有早期强度发展快，后期强度稳定，且混凝土工作性经时损失小等特点。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种改性石灰石粉高性能复合矿物掺合料，按质量份数计，它包括以下组分：石灰石粉40-60份，磷渣35-55份，活性钙铝质改性剂5-10份，增强活化剂0.1-0.2份。

上述方案中，所述石灰石粉为白色或浅灰色的石灰石粉，碳酸钙含量不低于85wt%。

上述方案中，所述磷渣粉为电炉法制取黄磷所得粒化电炉磷渣，SiO₂含量不低于40wt%，CaO含量不低于45wt%，P₂O₅含量不高于2.5wt%，F^-含量不高于2.5wt%。

上述方案中，所述活性钙铝质改性剂为电石渣、赤泥或偏高岭土中的一种或几种按任意比例的混合物；所述电石渣为电石水解获取乙炔后的废渣产物；所述赤泥为铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业废弃物；所述偏高岭土为高岭石经700-800℃煅烧后的产物。

上述方案中，所述增强活化剂为聚合醇胺、羟甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物和三异丙醇胺中的一种或几种按任意比例的混合物。

上述改性石灰石粉高性能复合矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量份数计，称取以下组分：石灰石粉40-60份，磷渣35-55份，活性钙铝质改性剂5-10份，增强活化剂0.1-0.2份；

(2)先将石灰石粉、磷渣、活性钙铝质改性剂在95-105℃下烘干，冷却后混合均匀；

(3)将步骤（2）所得混合粉料与增强活化剂混合后，粉磨至比表面积不低于5800cm²/g，得到改性石灰石粉高性能复合矿物掺合料。

上述方案中，所述步骤（3）中粉磨时间一般为30-50min。

上述改性石灰石粉高性能复合矿物掺合料中，所述石灰石粉在粉磨过程中粘附在磷渣粉表面，防止磷渣粉团聚，提高复合粉的粉磨效率；所述磷渣粉强度较高，粉磨过程中能使石灰石粉更分散，从而提高复合粉的粉磨效率；所述增强活化剂在粉磨过程中显著降低石灰石粉和磷渣粉的表面能，及其高分子立体结构空间位阻效应可明显提高固体颗粒的分散性。