[发明专利]一种矿物掺合料改性装置及矿物掺合料改性方法

说明书

本发明提供一种矿物掺和料改性装置及矿物掺和料改性方法，该装置是由气泵、气压阀门、超声雾化器、蒸汽发生器、Y型输气管、流化床反应室、进料口、收集器、收尘过滤器、冷凝管组成，本发明结合流化床气相沉积法，采用化学试剂改性矿物掺合料，操作过程简单，改性剂沉积均匀且沉积尺度小，能有效提高矿物掺合料的火山灰反应活性，改善混凝土性能。将本发明方法与传统的采用改性溶液与矿物掺合料直接混合搅拌的方法进行对比，采用本发明得到的矿物掺合料的火山灰反应活性显著提高，在相同矿物掺合料火山灰反应活性的条件下，采用本发明能降低成本，减少能耗。

技术领域

本发明涉及混凝土制备技术领域，具体涉及一种矿物掺和料改性装置及矿物掺和料改性方法。

背景技术

粉煤灰和矿渣等矿物掺合料因其形态效应、填充效应以及火山灰效应能显著提高混凝土的工作性能、耐久性能和力学性能，现已广泛应用于混凝土中。但是由于一些矿物掺合料如粉煤灰的早期水化活性较低导致早期强度不足而影响其使用率，于是对矿物掺合料进行改性来提高其火山灰活性。传统的改性方法分为物理改性和化学改性，物理改性主要有微波改性、机械磨细改性、超声波改性和高温热改性等，化学改性主要包括酸改性、碱改性、盐改性和表面活性剂改性等。

流化床气相沉积是颗粒的流态化技术和气相沉积镀膜技术的结合。流化床是利用某种气体或者液体的不断进入，固体颗粒受到高速气体或者液体的不断作用处于悬浮运动类流体状态。而气相沉积是流化床反应室内颗粒包覆的过程，用超声雾化装置将膜材料的溶液雾化，在含有核颗粒的流化床中，通过液滴与流化的核颗粒的接触使其包覆于核颗粒表面，同时在流化床内冷空气的冷却凝固作用下获得包膜颗粒，使颗粒表面沉积成膜。流化床气相沉积法因其颗粒包覆均匀、工业化应用简单等特点被广泛用于超细颗粒的表面处理。

发明内容

本发明为了提高矿物掺合料的火山灰活性，提供一种矿物掺和料改性装置，本发明结合流化床气相沉积方法，将改性激发材料以微纳米尺度沉积在矿物掺合料的表面，激发其火山灰活性，从而提高矿物掺合料的利用率，降低工程能耗和成本。此外，本发明还要提供一种矿物掺和料改性方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，

本发明的第一方面，提供一种矿物掺和料改性装置，该装置由气泵、气压阀门、超声雾化器、蒸汽发生器、Y型输气管、流化床反应室、进料口、收集器、收尘过滤器、冷凝管组成，所述气泵通过进气管与所述蒸汽发生器的内部连通，所述进气管上设置所述气压阀门用于控制气体流速，所述超声雾化器设置于所述蒸汽发生器底部，所述Y型输气管连通所述蒸汽发生器的出口端与所述流化床反应室的进口端，所述流化床反应室上设置有进料口，所述流化床反应室的出口端依次连接所述收集器、所述收尘过滤器、所述冷凝管。

作为优选的技术方案，所述蒸汽发生器设置于所述流化床反应室的下方，所述Y型输气管的下端口设置于所述蒸汽发生器内部且位于所述蒸汽发生器的顶部以利于雾化气体进入所述流化床反应室。

作为优选的技术方案，所述Y型输气管的两个上端口连接所述流化床反应室的下端，两个上端口上下错位分布以形成螺旋气流。

作为优选的技术方案，所述流化床反应室包括下部反应室与下部反应室，所述上部反应室与下部反应室之间形式喉道，所述下部反应室在接近喉道的位置其直径沿由下至上的方向依次减小，所述上部反应室在接近喉道的位置其直径沿由下至上的方向依次增大。

作为优选的技术方案，所述蒸汽发生器内放置改性溶液，改性溶液是盐酸溶液、硫酸溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液、氯化钠溶液或氯化钾溶液中的一种。

作为优选的技术方案，所述蒸汽发生器内放置改性溶液，改性溶液是盐酸溶液、硫酸溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液、氯化钠溶液或氯化钾溶液中的一种。

作为优选的技术方案，所述流化床反应室内放置矿物掺和料，矿物掺和料是粉煤灰、矿粉、硅灰和稻壳灰等中的一种或多种。