一种矿渣微粉胶凝材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种矿渣微粉胶凝材料及其制备方法。本发明专利技术先用硝酸改性粉煤灰，使粉煤灰具有吸附能力，再通过流化床，将改性粉煤灰与葡萄糖酸钠溶液充分接触，使葡萄糖酸钠吸附于改性粉煤灰表面，制得自制减水剂；接着用葡萄糖和二乙烯三胺发生加和反应，生成改性葡萄糖，然后与聚羧酸减水剂反应，将改性葡萄糖接枝于聚羧酸减水剂侧链中，制得自制减水剂；最后将矿渣微粉、水泥、自制粉煤灰、自制减水剂和水按照最佳配比混合，制得矿渣微粉胶凝材料。本发明专利技术制备的矿渣微粉胶凝材料具有吸附能力好、流动性强、缓凝性能好的效果。缓凝性能好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种矿渣微粉胶凝材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土木工程材料
，具体为一种矿渣微粉胶凝材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国近几年节能环保力度的加大，节能减排已然成为国家一项重大课题，工业废渣的回收利用是节能减排工作最有效途径。矿渣微粉是由炼铁高炉排出的熔融态矿渣经粒化后再进行干燥、磨细加工而得到的超细粉。矿渣微粉作为水泥混合材料已普遍使用，除降低企业成本和调节强度等级外，还可改善水泥颗粒级配和某些物理性能，因此已成为水泥混凝土技术的重要发展方向之一，并在国内外大量工程中得到了广泛的应用。
[0003]胶凝材料作为目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料之一。它是由水、水泥、矿渣微粉、化学外加剂等按一定的比例配制，经过搅拌成型后的人造石材。胶凝材料技术在发展的同时也遇到了一些问题，比如塌落度经时损失大、开裂严重、耐久性差以及成本增加等。而当今随着现代社会和科学技术的发展，高层的建筑使用需求和严苛的使用环境对胶凝材料的强度、和易性、耐久性以及经济性有了更高的要求。高性能胶凝材料诞生于20世纪80年代末，主要设计指标是其耐久性。相对普通胶凝材料而言，高性能胶凝材料具有高耐久性、高工作性、高强度等优点，是今后胶凝材料技术的发展方向。
[0004]外加剂对混凝土的发展有着极大的推动作用，它能够减少水泥用量、消耗工业废渣、提高胶凝材料耐久性和强度等，是现代胶凝材料制备必不可少的第五组分，也是胶凝材料向高性能胶凝材料发展的必备材料。减水剂可以降低胶凝材料的水灰比从而提高胶凝材料性能，高性能胶凝材料发展过程中离不开高效减水剂的作用。目前应用比较广泛的是聚羧酸系高性能减水剂，它的主要的性能特征体现在：对胶凝材料的增强效果潜力大、掺量低、减水率高、保坍性好、混凝土低收缩、总碱含量极低、环境友好等。在我国推广高性能胶凝材料，是减少水泥熟料消耗、减少水泥产量、减少资源、能源消耗，是强化节能减排、防治大气污染的有效途径。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种矿渣微粉胶凝材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，按重量份数计，主要包括130～200份矿渣微粉，125～200份水泥，98～150份自制粉煤灰，52～60份自制减水剂，135～208份水。
[0007]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述自制粉煤灰是由粉煤灰、硝酸和葡萄糖酸钠制备而成。
[0008]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述自制减水剂是由改性葡萄糖和聚羧酸减水剂制备而成。
[0009]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述改性葡萄糖是由葡萄糖、二乙烯三胺和亚磷酸制备而成。
[0010]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉胶凝材料包括以下重量份数的原料组分：140份矿渣微粉，140份水泥，105份自制粉煤灰，56份自制减水剂，146份水。
[0011]进一步的，一种矿渣微粉胶凝材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
[0012](1)将粉煤灰和粉煤灰质量12.8倍的质量分数为10％硝酸溶液置于研钵中，反应2h，再添加粉煤灰质量0.3倍的碳酸钙和粉煤灰质量0.08倍的氧化钙于上述研钵中，研磨3min后制得混合颗粒，在混合颗粒中加入粉煤灰质量3倍的的双氧水，然后置于马弗炉内，920℃煅烧60min，自然冷却至室温后，通过蒸汽动能磨粉碎机粉碎至粒径为5.14μm的粉末状，获得改性粉煤灰；
[0013](2)将改性粉煤灰质量10倍的质量分数为35％葡萄糖酸钠溶液置于超声雾化装置，在1.7MHz条件下将葡萄糖酸钠溶液雾化为直径1～5μm的小液滴；然后，将步骤(1)中的改性粉煤灰置于流化床反应器内，用压缩空气使改性粉煤灰在反应器中呈沸腾流化状态，并将雾化的葡萄糖酸钠溶液通入反应器内，使之与改性粉煤灰均匀混合，在160℃条件下蒸发获得结晶；最后，结晶被压缩空气吹出流化床反应器，由收尘装置回收，在60℃下烘干24h，制得自制粉煤灰；
[0014](3)将葡萄糖和葡萄糖质量2倍的蒸馏水加入四口瓶中，在150r/min条件下搅拌5min，然后加入葡萄糖质量1.2倍的二乙烯三胺于上述四口瓶中，在15～60℃下反应0.5～4h，制得胺基葡萄糖混合液，再以25滴/min的条件滴加葡萄糖质量0.46倍的质量分数40％亚磷酸水溶液于胺基葡萄糖混合液中，在40～80℃反应0.5～4h，制得改性葡萄糖溶液；
[0015](4)将步骤(3)的改性葡萄糖溶液和改性葡萄糖溶液质量0.07倍的双氧水在50℃、150r/min的条件下搅拌5～6min，制得改性葡萄糖
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双氧水混合液，备用；将改性葡萄糖溶液质量0.1倍的丙烯酸和改性葡萄糖溶液质量0.12倍的蒸馏水在150r/min条件下搅拌3～5min制得混合液A；将改性葡萄糖溶液质量0.02倍的巯基丙酸、改性葡萄糖溶液质量0.04倍的维生素C和改性葡萄糖溶液质量0.18倍的蒸馏水混合，在150r/min条件下搅拌5～6min，制得混合液B；将混合液A以0.6mL/min的速度、混合液B以1mL/min的速度分别加入改性葡萄糖
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双氧水混合液中并混合均匀，加入的时间控制在2.5～4h，在55℃条件下保温1～2h，最后加入改性葡萄糖质量0.09倍的氢氧化钠和改性葡萄糖质量0.48倍的蒸馏水，制得自制减水剂；
[0016](5)在常温下加入矿渣微粉、矿渣微粉质量1～3倍的水泥于卧式混凝土搅拌机中搅拌至微粘稠状，然后在上述搅拌机中加入步骤(2)中矿渣微粉质量0.5～1倍的自制粉煤灰、步骤(4)中矿渣微粉质量0.1～0.4倍的自制减水剂和矿渣微粉质量1～2倍的水，同速搅拌4～5min，制得矿渣微粉胶凝材料。
[0017]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述蒸汽动能磨的粉碎压力为0.5MPa，蒸汽温度为260℃，分级轮转速为1200r/min。
[0018]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述流化床入料速度为450～500mL/min，气体流化速度为4～6m/s，气体压力为1.27～2.45MPa。
[0019]进一步的，所述一种矿渣微粉胶凝材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述矿渣微粉为S95级粒化高炉矿渣微粉，粒径为4μm，水泥为硅酸盐水泥。
[0020]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0021]本专利技术制备矿渣微粉胶凝材料，用矿渣微粉，水泥，自制粉煤灰，自制减水剂为原料。
[0022]首先，自制粉煤灰先用硝酸氧化改性粉煤灰，氢离子溶解粉煤灰中的二氧化硅和氧化铝，使得内部硅氧键和铝氧键断链，与氢离子形成吸附架桥，增强胶凝材料对氯离子的吸附能力。
[0023]其次，自制粉煤灰采用流化床让改性后的粉煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，按重量份数计，主要包括130～200份矿渣微粉，125～200份水泥，98～150份自制粉煤灰，52～60份自制减水剂，135～208份水。2.根据权利要求1所述的一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述自制粉煤灰是由粉煤灰、硝酸和葡萄糖酸钠制备而成。3.根据权利要求2所述的一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述自制减水剂是由改性葡萄糖和聚羧酸减水剂制备而成。4.根据权利要求3所述的一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述改性葡萄糖是由葡萄糖、二乙烯三胺和亚磷酸制备而成。5.根据权利要求4所述的一种矿渣微粉胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉胶凝材料包括以下重量份数的原料组分：140份矿渣微粉，140份水泥，105份自制粉煤灰，56份自制减水剂，146份水。6.一种矿渣微粉胶凝材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：(1)将粉煤灰和粉煤灰质量12.8倍的质量分数为10％硝酸溶液置于研钵中，反应2h，再添加粉煤灰质量0.3倍的碳酸钙和粉煤灰质量0.08倍的氧化钙于上述研钵中，研磨3min后制得混合颗粒，在混合颗粒中加入粉煤灰质量3倍的的双氧水，然后置于马弗炉内，920℃煅烧60min，自然冷却至室温后，通过蒸汽动能磨粉碎机粉碎至粒径为5.14μm的粉末状，获得改性粉煤灰；(2)将改性粉煤灰质量10倍的质量分数为35％葡萄糖酸钠溶液置于超声雾化装置，在1.7MHz条件下将葡萄糖酸钠溶液雾化为直径1～5μm的小液滴；然后，将步骤(1)中的改性粉煤灰置于流化床反应器内，用压缩空气使改性粉煤灰在反应器中呈沸腾流化状态，并将雾化的葡萄糖酸钠溶液通入反应器内，使之与改性粉煤灰均匀混合，在160℃条件下蒸发获得结晶；最后，结晶被压缩空气吹出流化床反应器，由收尘装置回收，在60℃下烘干24h，制得自制粉煤灰；(3)将葡萄糖和葡萄糖质量2倍的蒸馏水加入四口瓶中，在150r/min条件下搅拌5min，然后加入葡萄糖质量1.2倍的二乙烯三胺于上述四口瓶中，在15～60℃下反应0.5～4h，制得胺基葡萄糖混合液，再以...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗乃将，宋波，朱研，孙赛寅，
申请(专利权)人：盐城市鼎力新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：