水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料

摘要

本发明提供一种水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料，所述复合掺合料可替代传统的矿物掺合料用于一般民用水泥基材料之中。所述制备方法为，在助磨剂存在下将粉磨原料粉磨得到复合掺合料，其中，所述粉磨原料质量百分比组成为：石灰石10％-20％，粉煤灰30％-40％，烧结普通红砖10％-15％，矾石粉10％-20％，二水石膏3％-5％，余量为煅烧煤矸石；制备方法如下：(1)将石灰石、烧结普通红砖和二水石膏破碎；(2)烘干破碎后的石灰石碎块、红砖碎块及二水石膏碎块；(3)粉磨：将所有粉磨原料在助磨剂存在下进行粉磨。本发明所述制备方法得到的复合掺合料可以等量替代传统的优质粉煤灰和矿渣微粉用在C10-C40强度等级的民用水泥基材料的生产上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料，属建筑材料领域中的矿物掺合料。

背景技术

20多年来，高性能混凝土在中国的工业与民用建筑上得到了广泛的应用，矿物掺合料是制备高性能混凝土的必备重要原材料，传统的矿物掺合料主要为粉煤灰、高炉矿渣微粉、硅灰及沸石粉等。随着经济社会的快速发展，中国部分地区已经出现了优质粉煤灰与矿渣微粉供不应求的状况，价格不断上涨，甚至接近水泥的价格。掺合料复合化是混凝土矿物掺合料发展的必然趋势，是解决部分地区资源短缺、供给困难、同时提升矿物掺合料利用水平的有效措施。2015年8月住房和城乡建设部发布了《混凝土用复合掺合料》的建筑工业行业标准JG/T486-2015，该标准可以为矿物掺合料的复合化以及工业固体废弃物综合利用提供技术依据。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种水泥基材料用复合掺合料的制备方法，所得复合掺合料可替代传统的矿物掺合料(粉煤灰、矿渣微粉、硅灰等)用于一般民用水泥基材料之中，具有降低生产成本、提高混凝土施工泵送性能的作用。

本发明的另一目的是提供含所述复合掺合料的水泥基材料。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了一种水泥基材料用复合掺合料的制备方法，在助磨剂存在下将粉磨原料粉磨得到复合掺合料，其中，

所述粉磨原料的质量百分比组成为：石灰石10％-20％，粉煤灰30％-40％，烧结普通红砖10％-15％，矾石粉10％-20％，二水石膏3％-5％，余量为煅烧煤矸石；

制备方法如下：

(1)烘干：把粒径5mm以下的石灰石碎块、粒径10mm以下烧结普通红砖碎块及粒径10mm以下的二水石膏碎块分别烘干至含水量在2％以下；

(2)管磨机粉磨：将所有粉磨原料送入管磨机内，在助磨剂存在下粉磨至细度为45μm方孔筛筛余量≤12％，所述助磨剂为三乙醇胺和乙二醇单异丙醇胺，所述三乙醇胺和乙二醇单异丙醇胺的质量均为粉磨原料总质量的2/万-3/万。

上述石灰石碎块、烧结普通红砖碎块和而水石膏碎块的粒径要求可以是购买的原材料即可满足的，也可以是将较大的原材料分别破碎后满足的，其中破碎为本领域常用技术手段，不再赘述。优选的，所述石灰石碎块为石灰石骨料的副产品石屑和石灰石粉，所述烧结普通红砖碎块为建筑垃圾产生的烧结普通红砖碎块，所述粉煤灰为符合标准GB/T1596-2005的Ⅲ级粉煤灰。

根据本发明的第二方面，提供了含上述制备方法所得复合掺合料的水泥基材料，所述复合掺合料的用量为等量取代所述水泥基材料全部胶凝材料用量的30％-50％。

本发明所述制备方法以普通烧结红砖、煤矸石等作为原料，得到的复合掺合料可以等量替代传统的优质粉煤灰和矿渣微粉用在C10-C40强度等级的民用商品混凝土及相当强度的其余水泥基材料(如干混砂浆和湿拌砂浆等)的生产上，复合掺合料中各组分可以发挥激发协同效应、微集料效应和火山灰活性效应，具有降低混凝土生产成本、提高混凝土施工泵送性能、降低大体积混凝土的水化热、减少混凝土裂缝等作用。

本发明所述制备方法还可以等级低的粗粉煤灰、建筑垃圾红砖碎块、石灰石骨料的副产品石屑和石灰石粉、煤矸石等多种工业固体废弃物作为原料生产复合掺合料，与现有的其它种类的混凝土复合掺合料(如有的含有钢渣原料；含有炼锌、炼锑炉渣原料；含有水淬高炉矿渣原料)相比，具有原料易得、价格低廉，改善混凝土泌水性显著，提高混凝土泵送性能优势突出等特点，能在普通民用建筑混凝土中替代价格较高的优质粉煤灰及矿渣微粉，同时消耗了工业废弃物，有效改善了环境；所述制备方法是经管磨机共同粉磨的方法制备复合掺合料，具有粉磨工艺简单、生产效率高、生产成本低、经济效益和社会效益较好的优点。

具体实施方式

下边结合实施例，对本发明做进一步的说明。

以下实施例所用原材料的产地及型号如下：

石灰石，临沂宏原钙业有限公司生产的块状石灰石及骨料的副产品石屑，CaCO₃含量≥75％；

粉煤灰，Ⅲ级，华能临沂发电有限公司产；

烧结普通红砖，临沂市拆迁建筑工地产烧结普通红砖碎块；

矾石粉，山东莒县矾石矿产；

二水石膏，山东平邑县石膏矿；

煅烧煤矸石，山东省枣庄皓源矿业公司产；

TEA，85级，山东宏艺科技股份有限公司生产；

DEIPA，85级，南京神和新材料科技有限公司生产；

水泥，P.O42.5，为山东沂州水泥集团生产；

粉煤灰，Ⅱ级，山东费县发电有限公司产；

矿渣微粉，S95级，临沂利达矿渣微粉有限公司产；

砂，中砂(Mx＝2.6)，临沂沂河砂厂；

碎石，5-25mm，临沂临沂宏原钙业有限公司生产；

PC外加剂，为聚羧酸混凝土高效泵送剂，山东宏艺科技有限公司生产，10％浓度。

实施例1

粉磨原料质量百分比如表1所示，将石灰石破碎至粒径5mm以下，烧结普通红砖破碎至粒径10mm以下，二水石膏破碎至粒径10mm以下，并按如下制备方法制得复合掺合料A。

(1)烘干：把破碎后的石灰石碎块、烧结普通红砖碎块及二水石膏碎块分别烘干至含水量在2％以下；

(2)管磨机粉磨：将所有粉磨原料送入管磨机内，在助磨剂存在下粉磨至细度为45μm方孔筛筛余量≤12％，所述助磨剂为TEA和DEIPA，所述TEA和乙二醇单异丙醇胺DEIPA的质量均为粉磨原料总质量的2/万-3/万。

实施例2

粉磨原料质量百分比如表1所示，按实施例1所述制备方法制得复合掺合料B。

实施例3

粉磨原料质量百分比如表1所示，按实施例1所述制备方法制得复合掺合料C。

实施例4

粉磨原料质量百分比如表1所示，按实施例1所述制备方法制得复合掺合料D。

实施例5

粉磨原料质量百分比如表1所示，按实施例1所述制备方法制得复合掺合料E。

实施例6

粉磨原料质量百分比如表1所示，按实施例1所述制备方法制得复合掺合料F。

表1实施例1-6粉磨原料质量百分比组成(％)

根据表2所示配合比配置实施例7-12水泥基材料，根据表3所示配合比配置C30等级商品混凝土作为基准混凝土，根据GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》，GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，将实施例7-12所得水泥基材料与基准混凝土进行对比，结果如表4所示，可以看出实施例1-6所制备的复合掺合料A－F的性能。

实施例7

根据表2所示配合比配置水泥基材料，其中复合掺合料为实施例1所制得的复合掺合料A。

实施例8

根据表2所示配合比配置水泥基材料，其中复合掺合料为实施例1所制得的复合掺合料B。

实施例9

根据表2所示配合比配置水泥基材料，其中复合掺合料为实施例1所制得的复合掺合料C。

实施例10

根据表2所示配合比配置水泥基材料，其中复合掺合料为实施例1所制得的复合掺合料D。

实施例11

根据表2所示配合比配置水泥基材料，其中复合掺合料为实施例1所制得的复合掺合料E。

实施例12

根据表2所示配合比配置水泥基材料，其中复合掺合料为实施例1所制得的复合掺合料F。

表2实施例7-12水泥基材料配合比，单位：Kg/m³

水水泥复合掺合料中砂碎石PC外加剂17523016078010357.8

表3基准混凝土配合比，单位：Kg/m³

表4混凝土性能对比