【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，尤其是涉及一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料及制备方法。
技术介绍
1、无砟轨道混凝土轨枕是高速铁路轨道结构的重要部件。由于其使用环境与条件原因，其不仅受到列车的连续冲击荷载，而且受到雨水、冻融与化学腐蚀等侵害，导致其成为轨道结构中最易破坏的部件之一。用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料来代替部分水泥是目前轨枕混凝土配合比设计过程中常用的手段，但相应的为了弥补早期强度损失，会适当的增加胶凝材料用量，这样不仅增加了生产成本，同时也加剧了产品开裂方面的风险。
2、为此，使用液体早强外加剂作为一种调控手段得到了一定的推广应用，其能够一定程度弥补轨枕混凝土早期强度的损失，但是一方面矿渣粉、粉煤灰等矿物掺合料性能波动，且各轨枕生产厂混凝土配方差异，导致其在混凝土中的早强效应不稳定，甚至有可能导致混凝土后期强度倒缩；另一方面，早强外加剂的液体属性迫使企业在应用时会增加额外的设备改造费，故而其应用有较强的局限性。
3、因此，研究满足轨枕生产标准要求的粉体早强掺合料，同时具备早强和掺合料性能稳定两种属性，对于提升轨枕产品质量，降低生产成本及增加轨枕企业认可度都有重大意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料及制备方法，制备的早强掺合料，其产品性能稳定，且具有早强效果，能够显著降低轨枕企业的生产成本，提升产品质量且该产品易于产业化推广。
2、本专利技术提供的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料采用如下的技术方
3、一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，包括20%~50wt%早期强度保障组分a、15%~40wt%后期强度保障组分b、5%~15wt%工业固废组分c、15%~25wt%高温活性保障组分d、0~5wt%膨胀组分e和0~5wt%激发组分f，所述工业固废组分包括改性锂渣。
4、优选的，所述早期强度保障组分a包括硅酸盐水泥，比表面积≧500m2/kg，d50≦8μm，所述硅酸盐水泥通过p.o 52.5水泥粉磨后制得，粉磨过程中添加0.1%wt~0.5wt%醇胺类物质，所述醇胺类物质包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种；进一步的所述醇胺类物质包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺中的一种或几种，更一步的所述醇胺类物质包括甲基二乙醇胺，其掺量为0.3wt%。相比于普通掺合料，水泥易磨性较差，尤其是比表面积超过350m2/kg后，进一步磨细更加困难，醇胺类物质能够降低水泥粉磨过程中的静电吸附团聚现象，增加颗粒之间的斥力，防止水泥细颗粒团聚，有效的提升了粉磨效率；同时由于醇胺类物质具有络合金属阳离子以及溶蚀熟料颗粒的效应，也在一定程度上促进了早期水化产物的生成，提高了早期强度。
5、优选的，所述后期强度保障组分b包括矿渣粉，其比表面积≧700m2/kg、d50≦6μm、28d胶砂活性（50%掺量）≧140%；矿渣粉作为一种传统掺合料，由于其高钙含量及火山灰效应，后期活性较高，但早期强度偏低；本专利技术通过超细粉磨，提升其与反应产物的接触面积，在削弱早期强度降低弊端的同时也能保障后期强度有所提升。
6、优选的，所述改性锂渣包括85%~96wt%锂云母渣、0~5wt%生石灰、0~5wt%表面活性剂、0~5wt%减阻剂，其中锂云母渣为锂云母矿酸法提锂后残渣，所述改性锂渣比表面积≧750m2/kg、28d胶砂活性（30%掺量）≧90%，所述生石灰比表面积≧300m2/kg。
7、优选的，所述表面活性剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、双十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种，所述减阻剂包括聚丙烯酸十二酯、聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯、聚丙烯酸十八酯中的一种或几种。
8、锂云母渣为锂云母矿经过焙烧、粉磨、浸泡洗涤后残渣，其内含有微量lico3，能够提升液相离子之间的接触机率，缩短水化诱导期，加速熟料矿物的水化进程，促进水化产物的生成，提高早期强度；在改性过程中加入生石灰，作为一种碱性激发剂，使得锂云母渣在高温高压条件下能够进一步反应生成托贝莫来石，提升锂云母渣的非结晶相含量，提高其火山灰活性，同时生成的产物经过超细粉磨后，亦能够起到晶核作用，提升早期活性；锂云母渣由于经过酸融，其内部有大量孔隙，造成了其需水量高，一般采用添加表面活性剂的方式来改善，但传统方式下，表面活性剂不能与锂云母渣进行很好的吸附，而在高温高压条件下，两者之间的相容性得到了很好的改善，表面改性剂能够很好的吸附与渗透，其改善效果大幅度提升，同时搭配减阻剂共同使用，两者的协同作用，有效的降低了锂云母渣的需水量。
9、进一步优选的，改性锂渣包括：90~96wt%锂云母渣、4wt%生石灰、0~3wt%表面活性剂、0~3wt%减阻剂，其中表面活性剂十六烷基包括三甲基氯化铵，减阻剂包括聚丙烯酸十六酯。
10、优选的，所述改性锂渣的制备方法包括以下步骤：
11、步骤一、按配比向搅拌机中加入锂云母渣、生石灰、表面活性剂和减阻剂，再加入适量水，使混合物搅拌均匀，抽滤得到改性锂渣中间体；
12、步骤二、将步骤一中得到的改性锂渣中间体置于压蒸设备中，压蒸反应4~6h，得到改性锂渣固结体；所述压蒸反应温度为180℃~210℃，所述压蒸反应压力为0.7~1.2mpa；
13、步骤三、将步骤二中压蒸后的改性锂渣固结体破碎粉磨至d50≦7μm即可制得改性锂渣。
14、优选的，上述改性锂渣制备方法中，步骤二为，将步骤一中得到的改性锂渣中间体置于压蒸设备中，压蒸反应5h，得到改性锂渣固结体；所述压蒸反应温度为190℃，所述压蒸反应压力为1.0mpa；
15、优选的，所述高温活性保障组分d包括半加密硅灰，纯度大于98%，比表面积不小于200m2/g，粒径不大于200nm；纳米级的硅灰既能够在水泥水化过程中充当晶核，降低水化产物的成核位垒，促进水化反应，同时其高温活性也能保证无砟轨道混凝土轨枕在经过蒸汽养护后强度得到有效增长。
16、优选的，所述膨胀组分e包括氧化钙或氧化镁中的一种或几种；进一步的所述膨胀组分e为氧化钙：氧化镁按质量比1：0.2-0.4的混合物；无砟轨道混凝土轨枕一般采用蒸汽养护的方式，由于混凝土早期强度发展过快，不可避免的会造成轨枕内外部有裂纹产生，而氧化镁和氧化钙两种膨胀剂可以与水泥的水化产物反应生成膨胀性产物，有效的降低裂纹产生的风险。氧化钙主要在水化早期发挥功效，而氧化镁则在水化后期发挥功效，两者搭配使用，能够更好的抑制无砟轨道混凝土轨枕裂纹的产生。
17、优选的，所述激发组分f包括硫酸钠、硫氰酸钠、甲酸钙中的一种或几种；进一步的所述激发组分为硫氰酸钠；硫氰酸钠水解后，其硫氰酸根孤对电子原子体积大，电负性小，对价电子的约束小，极化性大，其极化效应能够促进熟料颗粒表面水化产物包裹膜的破裂，进而缩短水泥水化诱导期，同时也加速了熟料颗粒的溶解，在相同水化时间内生成更多水化硅酸钙（c-s-h）和高硫型水化硫铝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：包括20%~50wt%早期强度保障组分A、15%~40wt%后期强度保障组分B、5%~15wt%工业固废组分C、15%~25wt%高温活性保障组分D、0~5wt%膨胀组分E和0~5wt%激发组分F，所述工业固废组分C包括改性锂渣。
2. 根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述早期强度保障组分A包括硅酸盐水泥，比表面积≧500m2/kg，D50≦8μm，所述硅酸盐水泥通过P.O 52.5水泥粉磨后制得，粉磨过程中添加0.1%wt~0.5wt%醇胺类物质，所述醇胺类物质包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述后期强度保障组分B包括矿渣粉，比表面积≧700m2/kg、D50≦6μm、28d胶砂活性（50%掺量）≧140%。
4.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述改性锂渣包括85%~96wt%锂云母渣、0~5wt%生石灰、
5.根据权利要求4所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述表面活性剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、双十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种，所述减阻剂包括聚丙烯酸十二酯、聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯、聚丙烯酸十八酯中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于，所述改性锂渣的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述高温活性保障组分D包括半加密硅灰，纯度大于98%，比表面积不小于200m2/g，粒径不大于200nm。
8.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述膨胀组分E包括氧化钙或氧化镁中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述激发组分F包括硫酸钠、硫氰酸钠、甲酸钙中的一种或几种。
10.一种如权利要求1-9任一所述的无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料的制备方法，其特征在于，包括将早期强度保障组分A、后期强度保障组分B、工业固废组分C、高温活性保障组分D、膨胀组分E、激发组分F混合搅拌均匀，制得无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料。
...【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：包括20%~50wt%早期强度保障组分a、15%~40wt%后期强度保障组分b、5%~15wt%工业固废组分c、15%~25wt%高温活性保障组分d、0~5wt%膨胀组分e和0~5wt%激发组分f，所述工业固废组分c包括改性锂渣。
2. 根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述早期强度保障组分a包括硅酸盐水泥，比表面积≧500m2/kg，d50≦8μm，所述硅酸盐水泥通过p.o 52.5水泥粉磨后制得，粉磨过程中添加0.1%wt~0.5wt%醇胺类物质，所述醇胺类物质包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述后期强度保障组分b包括矿渣粉，比表面积≧700m2/kg、d50≦6μm、28d胶砂活性（50%掺量）≧140%。
4.根据权利要求1所述的一种无砟轨道混凝土轨枕用早强掺合料，其特征在于：所述改性锂渣包括85%~96wt%锂云母渣、0~5wt%生石灰、0~5wt%表面活性剂和0~5wt%减阻剂，所述改性锂渣比表面积≧750m2/kg、28d胶砂活性（30%掺量）≧90%，所述生石灰比表面积≧300...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱本谦，秦旋，王文卓，张鸿浩，陈清蓉，刘猛，朱修昆，刘勇，
申请(专利权)人：武汉三源特种建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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