【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及装配式建筑材料，尤其涉及一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法。
技术介绍
1、冶金渣是冶金工业在金属矿石冶炼过程中产生的固体废弃物，其综合利用率不足40％，这些固体废弃物占用土地堆存，不仅带来了环境、安全等多方面问题，还给企业造成了极大的经济压力。因此，固体废弃物的有效利用可以解决工业固废不当处置或堆存所带来的各种问题，对实现产业结构升级、节能减排具有重要的意义。
2、随着装配式建筑在建筑工业中得到重视，高性能装配式建筑混凝土的需求量日益增加。现有混凝土技术中，掺合料已经成为高性能混凝土的重要组分。目前，为了满足混凝土的早期强度、减少养护和脱模时间，用于装配式建筑的混凝土往往采取低掺合料掺量、高水泥用量的方式来加快模具周转。虽然水泥水化速度快，但是剧烈的水化反应产生的水化热导致大体积混凝土内部升温过快，极大增加了混凝土开裂的风险。因此，在满足装配式建筑混凝土后期强度和耐久性的前提下，制备一种提高混凝土的早期强度、降低水化热、补偿早期水化反应收缩，并提高混凝土和钢筋的粘结力的高性能掺合料，在装配式建筑混凝土领域具有较大的应用前景。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法。本专利技术提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料可以替代部分水泥，在保证装配式建筑混凝土后期强度和耐久性的前提下，提高混凝土的早期强度、降低水化热、补偿早期水化反应收缩，并提高混凝土和钢筋的粘结力。
2、为解决上
3、一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，包括以下重量份数的原料：脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。
4、相对于现有技术，本专利技术提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，铅锌冶金渣的主要化学组成与天然矿石类似，并且，铅锌冶金渣的矿物相中存在大量的玻璃体，这些玻璃体可以在碱环境中分解，以提高复合掺合料的活性；但铅锌冶金渣中so3含量较高，用于混凝土后对水泥具有侵蚀作用，同时会产生较多的膨胀相产物，影响混凝土的强度和耐久性，脱硫后的铅锌冶金渣保证了混凝土的强度和耐久性；矿粉具有火山灰作用，可以参与混凝土的二次水化，并显著降低混凝土水化热，改善混凝土的和易性；菱苦土的主要成分为氧化镁，氧化镁可以在水泥浆体中水化生成氢氧化镁产生膨胀，进而可以抵消混凝土凝结硬化过程中，由于胶凝材料水化、温度变化以及失水产生的体积收缩，有效防止混凝土收缩开裂，且温度稳定性好，价格低廉；利用硅烷偶联剂对菱苦土表面进行改性，可以在无机粉体表面生成有机分子层，使无机粉体由亲水性变成亲有机性，使填料分散均匀，并提高材料的斥水性，提高混凝土的耐久性；氢氧化钠属于碱类激发剂，溶解在水中电离出oh-，矿粉和脱硫铅锌冶金渣中的铝硅酸盐玻璃体在oh-作用下，si-o键和al-o键断裂，形成硅、铝低聚体，再脱水得到硅铝酸盐凝胶，提高了装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的活性。
5、本专利技术中不同原料的配合使用，使装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料在混凝土中具有填充效益、形貌效应和界面耦合效应等，当脱硫铅锌冶金渣、矿粉和硅烷偶联剂改性菱苦土复合使用时，通过颗粒级配、颗粒形态和矿物组成的差异相互填充、相互作用，降低了装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的孔隙率，提高了密实度的正效应；同时，不同原料的比表面积和结构差异会增加用水量的负效应。本专利技术通过特定配比的不同原料，可以将装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的正效应达到最优，并有效控制装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的负效应。此外，装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料实现了铅锌冶金渣的二次利用，降低了工程成本，减少了建筑碳排放。
6、优选的，所述脱硫铅锌冶金渣的比表面积为500～550m2/kg。
7、本专利技术优选的脱硫铅锌冶金渣中含有大量的球状颗粒，能够以微集料的形式填充在水泥表面，增加了混凝土的密实性。在混凝土拌合过程中，这些球状颗粒可以起到类似于粉煤灰的微珠效应，降低了铅锌冶金渣的需水量，在不改变混凝土配比的情况下，可以有效提高混凝土的和易性。
8、优选的，所述脱硫铅锌冶金渣中so3的质量含量为4％～5％。
9、本专利技术中，脱硫铅锌冶金渣所含的so3可与水反应生成硫酸根离子，并与早期的水泥水化产物水化铝酸钙(c-a-h)结合生成结晶物水化硫铝酸钙(aft)，弥补混凝土在硬化前由于失水导致的塑性收缩，使钢筋混凝土结构更为致密，从而进一步提高混凝土的早期强度以及混凝土和钢筋的粘结力。
10、优选的，所述脱硫铅锌冶金渣的制备过程包括以下步骤：
11、将铅锌冶金渣与石灰石粉混合均匀，于750～800℃煅烧，得脱硫铅锌冶金渣。
12、值得注意的是，若装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料中的so3含量较高，用于混凝土后对水泥具有侵蚀作用，同时会产生较多的膨胀相产物，影响混凝土的强度和耐久性。本专利技术以石灰石粉作为脱硫剂，其作用主要是吸收烟气中释出的硫氧化物或促进含硫物质的分解，同时，可以降低脱硫温度，减少能耗。本专利技术在750～800℃的温度下进行煅烧，脱硫率可达75％～80％，在确保控制冶金渣中的so3含量的情况下，将能耗降到了最低。
13、示例的，所述煅烧后，还包括冷却和球磨。球磨至45μm方孔筛筛余小于20％，比表面积大于500m2/kg。
14、进一步优选的，所述铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：so314％～18％，fe2o3 20％～25％，sio2 20％～25％，cao 12％～15％，al2o38％～10％，zno 4％～6％，mno 1％～2％和其他组分4％～5％。
15、示例的，上述其他组分包括pbo、bao、p2o5、cr2o3等。
16、进一步优选的，所述石灰石粉的比表面积为200～210m2/kg。
17、进一步优选的，所述铅锌冶金渣与所述石灰石粉的质量比为(8～12):1。
18、本专利技术通过限定铅锌冶金渣与石灰石粉的质量比，可以最大限度地提高脱硫效果。
19、进一步优选的，所述煅烧的时间为20～30min。
20、优选的，所述矿粉的比表面积为420～480m2/kg。
21、进一步优选的，所述矿粉为s95级矿粉，比表面积为450～480m2/kg。
22、本专利技术矿粉中存在大量球形玻璃状颗粒，优选的矿粉的细度小于水泥，能够填充于水泥颗粒的空隙，以微集料的形式存在于混凝土中，构成最密堆积，进而优化混凝土的微观孔隙结构。
23、优选的，所述硅烷偶联剂改性菱苦土的比表面积为300～340m2/kg。
24、优选的，所述硅烷偶联剂改性菱苦土中硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
25、优选的，所述硅烷偶联剂改性菱苦土的制备过程包括以下步骤：
26、步骤a，将硅烷偶联剂溶于醇类溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。
2.如权利要求1所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣中SO3的质量含量为4％～5％；和/或
3.如权利要求1所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣的比表面积为500～550m2/kg；和/或
4.如权利要求1～3任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣的制备过程包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：SO3 14％～18％，Fe2O320％～25％，SiO2 20％～25％，CaO 12％～15％，Al2O3 8％～10％，ZnO 4％～6％，MnO 1％～2％和其他组分4％～5％；和/或
6.如权利要求1～3任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在
7.如权利要求6所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述醇类溶剂为醇的水溶液，水与醇的体积比为1:(8～9)；和/或
8.权利要求1～7任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种装配式建筑混凝土，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
10.如权利要求9所述的装配式建筑混凝土，其特征在于，所述装配式建筑混凝土包括以下质量份数的原料：水泥270～300份，装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料180～200份，砂830～870份，石830～870份，水140～160份和减水剂1～3份。
...【技术特征摘要】
1.一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。
2.如权利要求1所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣中so3的质量含量为4％～5％；和/或
3.如权利要求1所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣的比表面积为500～550m2/kg；和/或
4.如权利要求1～3任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣的制备过程包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：so3 14％～18％，fe2o320％～25％，sio2 20％～25％，cao 12％～15％，al2o3 8％～10％，z...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘娟红，廖德进，刘昭，杨长安，郑跃飞，蒋锡爱，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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