【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土，具体涉及一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料及其制备方法。
技术介绍
1、掺合料是配制混凝土时替代部分水泥并改善混凝土性能的无机矿物微粉。随着我国建筑行业的快速发展，对混凝土的工作性能、强度等级、耐久性能等具有更高的要求，高性能混凝土的需求量越来越大。高性能混凝土以其优异的力学性能和耐久性被广泛应用于建筑行业。然而高性能混凝土的配制对各种原材料的性能有更高的要求，目前广泛应用于高性能混凝土的矿物掺合料主要有磨细矿渣粉、硅微粉、偏高岭土，但其存在价格昂贵，不利于混凝土流动性等缺点，应用时有一定的局限性。
2、随着我国经济飞速发展和基础建设的日新月异，工业固废的产生也在加速，但随之而来的工业固废堆存破坏土壤、污染环境，如何对工业固废进行综合利用、减少排放、资源化利用，已成为社会关注的重点。
3、磷矿渣——电炉法生产黄磷产生的一种工业废渣，长期以来未得到广泛合理的有效利用，大部分露天堆放，不仅导致占用大量耕地，经雨水淋洗，其中的磷、氟逐渐溶出，渗入地下，污染水源，影响植物生长，严重危害着人类健康，而且更是一种资源的浪费。磷矿渣是一种以硅酸钙为主要成分，具有一定活性的酸性矿渣，一直以来对磷矿渣性能的研究相对较少，目前还没有一种高价值综合利用磷矿渣的有效途径。
4、在我国，磷矿渣的主要应用领域是建筑材料。目前，磷矿渣在水泥生产中的应用研究很多，主要集中在利用磷矿渣中含有的氟、磷等微量组分，这些微量成分可以用作水泥熟料燃烧时的矿化剂，同时，磷矿渣能够代替部分石灰石和粘土提供水泥熟料中的c
5、中国专利cn110240434a公开了一种钛矿渣粉-磷渣粉复合掺合料及其制备方法和应用方法，属于建筑材料
，旨在提供一种提高混凝土的早期强度，更快达到c50预应力混凝土连续梁的张拉强度；降低混凝土拌合物的粘度，提高混凝土拌合物的工作性的复合掺合料，其技术方案要点如下，按照质量分数计算，包括如下组分：矿渣粉10-30份，含钛矿渣粉10-30份，磷渣粉20-40份，硅灰15-40份，激发剂1-5份；矿渣粉是水淬高炉矿渣粉；磷渣粉是粒化电炉磷渣粉。该专利技术适用于c50梁混凝土的配料中，具有产业价值。但上述专利均未对矿渣粉进行处理，其仅仅通过原料掺杂的形式加入混凝土中，可能在后期影响混凝土的抗碳化及抗盐侵蚀性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料及其制备方法，该掺合料以磷矿渣为主要原料，利用化学方法对表面进行改性，同时辅以粉煤灰、钠基膨润土、硅藻土、外加剂、复合纤维，不仅实现了磷矿渣回收利用，而且还优化混凝土内部结构，提高混凝土的早强性能、抗裂能力及抗盐侵蚀性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，按重量份计，包括以下原料：
4、改性磷矿渣40-60份、粉煤灰15-25份、钠基膨润土7-10份、硅藻土5-8份、外加剂10-15份、复合纤维15-25份。
5、优选的，一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，按重量份计，包括以下原料：
6、改性磷矿渣45-55份、粉煤灰15-25份、钠基膨润土8-9份、硅藻土6-7份、外加剂12-14份、复合纤维18-22份。
7、更优选的，一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，按重量份计，包括以下原料：
8、改性磷矿渣50份、粉煤灰20份、钠基膨润土9份、硅藻土7份、外加剂13份、复合纤维20份。
9、在本专利技术中，粉煤灰具有高比表面积，其中的活性sio2具有极高的火山灰效应，能与ca(oh)2晶体二次反应生成c-s-h凝胶物质，降低了改性复合矿渣-水泥浆体界面层的孔隙率，使混凝土结构更加致密，提高界面附着力。
10、优选的，所述改性磷矿渣的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、将磷矿渣加入氢氧化钠溶液中，进行浸渍处理，处理完成后过滤、干燥，得到预处理磷矿渣；
12、s2、将步骤s1中的预处理磷矿渣加入去离子水中，接着加入钛酸四丁酯，搅拌均匀后加入氨水，进行水热反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体产物；
13、s3、将步骤s2中的固体产物加入乙醇水溶液中，接着加入乙烯基三甲氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到含双键的磷矿渣；
14、s4、将步骤s3中含双键的磷矿渣加入二甲基甲酰胺中，接着加入二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸、过硫酸铵，进行恒温反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性磷矿渣。
15、优选的，步骤s1中所述氢氧化钠的浓度为40-80g/l，所述浸渍处理的温度为45-55℃，时间为2-3h。
16、更优选的步骤s1中所述氢氧化钠的浓度为50-70g/l，所述浸渍处理的温度为50-55℃，时间为2-2.5h。
17、在本专利技术中，磷矿渣颗粒含有少量的磷元素，由于磷氧键以及硅氧键的键能较大，即离子结合牢固，化学键在水泥水化初期不易断裂而无法快速参与火山灰反应，通过强碱物质来加速化学键的断裂过程。
18、优选的，步骤s2中所述氨水的质量浓度为10-20％，所述预处理磷矿渣、去离子水、钛酸四丁酯、氨水的质量比为100:900-1200:50-60:80-100，所述水热反应的温度为130-150℃，时间为6-10h。
19、更优选的，步骤s2中所述氨水的质量浓度为15-20％，所述预处理磷矿渣、去离子水、钛酸四丁酯、氨水的质量比为100:1000-1200:55-60:90-100，所述水热反应的温度为130-140℃，时间为8-10h。
20、在本专利技术中，将预处理磷矿渣与钛酸四丁酯进行水热反应，使磷矿渣表面原位生成tio2，增加了磷矿渣表面的粗糙度，使得磷矿渣周围产生水化程度高的致密水化物，并且生成的tio2能在水化过程中最大限度地发挥成核和填充作用，填充水泥颗粒之间的孔隙或空隙，使得混凝土的微观结构更致密。
21、优选的，步骤s3中所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为70-80％，所述固体产物、乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为100:15-20，所述搅拌处理的温度为60-70℃，时间为3-5h。
22、更优选的，步骤s3中所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为75-80％，所述固体产物、乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为100:17-20，所述搅拌处理的温度为65-70℃，时间为3-4h。
23、在本专利技术中，通过乙烯基三甲氧基硅烷对磷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
3.根据权利要求1所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，所述改性磷矿渣的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤S1中所述氢氧化钠的浓度为40-80g/L，所述浸渍处理的温度为45-55℃，时间为2-3h。
5.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤S2中所述氨水的质量浓度为10-20％，所述预处理磷矿渣、去离子水、钛酸四丁酯、氨水的质量比为100:900-1200:50-60:80-100，所述水热反应的温度为130-150℃，时间为6-10h。
6.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤S3中所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为70-80％，所述固体产物、乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为100:15-20，所述搅拌处理的温度为60-70
7.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤S4中所述含双键的磷矿渣、二甲基二硫代氨基甲酸烯丙酯、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸、过硫酸铵的质量比为100:15-25:10-15:1-2，所述恒温反应的温度为85-95℃，时间为2-3h。
8.根据权利要求1所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，所述复合纤维的制备方法如下：
9.根据权利要求1所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，所述外加剂由质量比为15-25:10-15:8-12:5-9的玻璃微珠、乳胶粉、煤矸石和硫酸铝的混合而成。
10.一种如权利要求1-9任一项所述磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
3.根据权利要求1所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，所述改性磷矿渣的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤s1中所述氢氧化钠的浓度为40-80g/l，所述浸渍处理的温度为45-55℃，时间为2-3h。
5.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤s2中所述氨水的质量浓度为10-20％，所述预处理磷矿渣、去离子水、钛酸四丁酯、氨水的质量比为100:900-1200:50-60:80-100，所述水热反应的温度为130-150℃，时间为6-10h。
6.根据权利要求3所述的磷矿渣基早强抗裂混凝土掺合料，其特征在于，步骤s3中...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶庆彬，肖芳，
申请(专利权)人：湖北津耀德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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