本發(fā)明涉及一種粉煤灰改性劑及其改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：混凝土是當(dāng)今世界上用量最大的建筑材料之一。眾所周知，混凝土行業(yè)是一個(gè)能源和資源型消耗行業(yè)，不管是生產(chǎn)水泥所用礦石還是混凝土用砂石材料都在逐步地消耗地球可貴的資源。隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)的發(fā)展，在配制混凝土?xí)r，常采用某些工業(yè)廢渣(如粉煤灰、礦粉、磷渣等)取代部份水泥，作為輔助膠凝材料。隨著混凝土技術(shù)發(fā)展，優(yōu)質(zhì)粉煤灰已經(jīng)越來(lái)越被人們所接受并大量應(yīng)用于混凝土中。目前，我國(guó)可用于混凝土的優(yōu)質(zhì)粉煤灰產(chǎn)量不足，能供應(yīng)優(yōu)質(zhì)粉煤灰的電廠少，Ⅰ、Ⅱ級(jí)粉煤灰只占5％左右，多為Ⅲ級(jí)灰或等外灰，而Ⅲ級(jí)灰或等外灰早期強(qiáng)度低，阻礙了其在混凝土中的應(yīng)用。目前低品質(zhì)粉煤灰的改性方式主要有物理改性和化學(xué)改性，通過(guò)粉磨方式的物理改性雖然可以提高其活性，但作用有限，難以提升一個(gè)等級(jí)的品質(zhì)；而通過(guò)堿激發(fā)或硫酸鹽激發(fā)的方式改性低品質(zhì)粉煤灰，其效果不明顯，且成本較高。目前，還沒(méi)有一個(gè)完善的解決方法或方式去最大化的利用低品質(zhì)粉煤灰。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述技術(shù)存在的不足而提供一種粉煤灰改性劑及其改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，所述的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料可等質(zhì)量取代100wt％Ⅱ級(jí)粉煤灰，改善混凝土的和易性，提高混凝土的早期和后期強(qiáng)度，提高混凝土的抗?jié)B性能。本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種粉煤灰改性劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包括如下組份：赤泥75份～80份、磷石膏20份～25份、助磨增強(qiáng)組份0.1份～0.3份。按上述方案，所述粉煤灰改性劑用于改性低品質(zhì)粉煤灰時(shí)，將兩者按比例混合均勻即可；其中，各原料所占質(zhì)量份數(shù)如下：Ⅲ級(jí)粉煤灰75份～81份、粉煤灰改性劑19份～25份。本發(fā)明同時(shí)還提供一種改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包括如下組份：Ⅲ級(jí)粉煤灰75份～81份、上述粉煤灰改性劑19份～25份。本發(fā)明中，所述Ⅲ級(jí)粉煤灰、赤泥、磷石膏分別為經(jīng)過(guò)烘干處理的Ⅲ級(jí)粉煤灰、赤泥、磷石膏，即Ⅲ級(jí)粉煤灰、赤泥、磷石膏的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)。本發(fā)明中，所述的赤泥為氧化鋁冶煉工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中溶出鋁土礦得到的泥渣，SiO2含量不低于25wt％，CaO含量不低于40wt％，堿含量不大于2.5wt％。本發(fā)明中，所述的磷石膏為工業(yè)濕法生產(chǎn)磷復(fù)肥時(shí)產(chǎn)生的一種工業(yè)副產(chǎn)石膏，CaSO4·2H2O含量不低于75wt％，可溶性P2O5含量不高于1wt％，F(xiàn)-不大于0.5wt％。本發(fā)明中，所述的助磨增強(qiáng)組份為聚醚醇胺、糖醚、三乙醇胺、三異丙醇胺等多種的混合物。優(yōu)選地，所述的助磨增強(qiáng)組份按質(zhì)量份數(shù)計(jì)為聚醚醇胺5份～15份、糖醚5份～15份、三乙醇胺30份～50份、三異丙醇胺30份～50份，在這個(gè)優(yōu)選范圍內(nèi)可以使粉煤灰改性劑在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較大的比表面積。更優(yōu)選地，所述的助磨增強(qiáng)組份按質(zhì)量份數(shù)計(jì)為聚醚醇胺5份～10份、糖醚5份～10份、三乙醇胺35份～45份、三異丙醇胺35份～45份。本發(fā)明中，所述粉煤灰改性劑的制備方法，它包括如下步驟：(1)將赤泥、磷石膏進(jìn)行烘干后，備用；(2)按各原料所占質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取如下組份：赤泥75份～80份、磷石膏20份～25份、助磨增強(qiáng)組份0.1份～0.3份；其中，赤泥、磷石膏的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)；(3)按步驟(2)所述配比，先將赤泥、磷石膏與助磨增強(qiáng)組份混合均勻后，粉磨至比表面積不低于6000cm2/g，得到粉煤灰改性劑。按上述方案，所述步驟(1)中Ⅲ級(jí)粉煤灰、赤泥、磷石膏在溫度95℃～105℃下烘干。按上述方案，所述步驟(3)中粉磨時(shí)間為30min～60min。本發(fā)明中，改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料的制備方法，它包括如下步驟：(1)將Ⅲ級(jí)粉煤灰、上述粉煤灰改性劑進(jìn)行烘干后，備用；(2)按各原料所占質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取如下組份：Ⅲ級(jí)粉煤灰75份～81份、上述粉煤灰改性劑19份～25份；其中，Ⅲ級(jí)粉煤灰、粉煤灰改性劑的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)；(3)按步驟(2)所述配比，將粉煤灰改性劑與Ⅲ級(jí)粉煤灰充分混合均勻后，得到改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。本發(fā)明所述改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料主要適用于水泥-粉煤灰體系混凝土，其可100wt％取代Ⅱ級(jí)粉煤灰，摻量不大于膠凝材料用量的40wt％，優(yōu)選為膠凝材料用量的5～40wt％。本發(fā)明的技術(shù)原理如下：以赤泥作為主要改性材料，并輔以少量磷石膏，并摻入助磨增強(qiáng)組份，磨細(xì)后與低品質(zhì)粉煤灰充分混合均勻，對(duì)低品質(zhì)粉煤灰進(jìn)行改性，得到一種改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。按上述技術(shù)原理，通過(guò)增加助磨增強(qiáng)組份可以提高粉煤灰改性劑的易磨性，改善改性低品質(zhì)粉煤灰礦物摻和料在混凝土中分散性，提高強(qiáng)度；通過(guò)對(duì)低品質(zhì)粉煤灰改性，可以改善低品質(zhì)粉煤灰單獨(dú)作為礦物摻和料產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)及不能用于C30及以上強(qiáng)度和鋼筋混凝土的缺點(diǎn)；赤泥可以與水泥水化早期生成的氫氧化鈣相互結(jié)合，促進(jìn)水泥水化進(jìn)程；赤泥中的C2S在后期水化反應(yīng)，可以補(bǔ)充水化產(chǎn)物氫氧化鈣，促進(jìn)粉煤灰的火山灰反應(yīng)，從而提高低品質(zhì)粉煤灰混凝土的早期和后期強(qiáng)度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明以赤泥作為主要改性材料，并輔以少量磷石膏，并摻入助磨增強(qiáng)組分，磨細(xì)后與低品質(zhì)粉煤灰充分混合均勻，對(duì)低品質(zhì)粉煤灰進(jìn)行改性；可以改善低品質(zhì)粉煤灰單獨(dú)作為礦物摻和料產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)及不能用于C30及以上強(qiáng)度鋼筋混凝土的缺點(diǎn)；(2)本發(fā)明所述的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料在“水泥+粉煤灰”膠凝材料體系混凝土中，可等質(zhì)量取代100wt％Ⅱ級(jí)粉煤灰，改善高品質(zhì)粉煤灰資源日益緊缺及低品質(zhì)粉煤灰不能充分利用的現(xiàn)狀；在充分利用低品質(zhì)粉煤灰的同時(shí)，可以提高混凝土的早期和后期強(qiáng)度，改善混凝土的抗?jié)B性能；(3)本發(fā)明在充分利用低品質(zhì)粉煤灰的同時(shí)，可以有效的利用諸如赤泥、磷石膏等工業(yè)廢渣，具有節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境的效果，且還可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例，符合本發(fā)明的原理和特點(diǎn)的相關(guān)技術(shù)均在本專利保護(hù)范圍。實(shí)施例1一種粉煤灰改性劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包含以下組份：赤泥75份，磷石膏25份，助磨增強(qiáng)組份0.1份；所述助磨增強(qiáng)組份為聚醚醇胺5份～15份、糖醚5份～15份、三乙醇胺30份～50份、三異丙醇胺30份～50份，其具體組份如表1所示。將上述赤泥和磷石膏在105℃干燥后混合均勻，得到混合料；然后分別按表1所述助磨增強(qiáng)組份配比將助磨增強(qiáng)組分0～4(助磨增強(qiáng)組分0對(duì)應(yīng)于表2中未摻助磨增強(qiáng)組分的情況)加入所得混合料中，接著分別置于球磨機(jī)中，粉磨20-60min，測(cè)量其不同粉磨時(shí)間內(nèi)的比表面積，見(jiàn)表2。表1助磨增強(qiáng)組份配比表2粉煤灰改性劑的比表面積由表2可以看出，摻入助磨增強(qiáng)組份時(shí)，在相同粉磨時(shí)間內(nèi)，粉煤灰改性劑的比表面積均高于未摻入助磨增強(qiáng)組份粉磨時(shí)的比表面積，摻入助磨增強(qiáng)組份可以在較短的粉磨時(shí)間獲得相同的比表面積。因此，助磨增強(qiáng)組份具有較好的助磨效果。對(duì)比四種助磨增強(qiáng)組份可知，助磨增強(qiáng)組份3和助磨增強(qiáng)組份4相較于助磨增強(qiáng)組份1和助磨增強(qiáng)組份2具有更好的助磨效果，因此，助磨增強(qiáng)組份中各組份存在一個(gè)合適的比例，本發(fā)明優(yōu)選的組份比例下，可以獲得更好的助磨效果。實(shí)施例2一種粉煤灰改性劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包含以下組份：赤泥75份，磷石膏25份，助磨增強(qiáng)組份0.1份；所述的赤泥和磷石膏均為烘干后的質(zhì)量；所述的助磨增強(qiáng)組份按質(zhì)量百分比由聚醚醇胺10wt％、糖醚10wt％、三乙醇胺45wt％及三異丙醇胺35wt％組成。上述粉煤灰改性劑的制備方法，它包括如下步驟：(1)將赤泥、磷石膏進(jìn)行烘干后，備用；(2)按各原料所占質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取如下組份：赤泥75份，磷石膏25份，助磨增強(qiáng)組份0.1份；所述的助磨增強(qiáng)組份按質(zhì)量百分比由聚醚醇胺10wt％、糖醚10wt％、三乙醇胺45wt％及三異丙醇胺35wt％組成；其中，赤泥、磷石膏的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)；(3)按步驟(2)所述配比，將赤泥、磷石膏與助磨增強(qiáng)組份混合均勻后，使得混合粉料至于球磨機(jī)中球磨40min，測(cè)得其比表面積達(dá)到6080cm2/g，球磨完畢后得到粉煤灰改性劑；一種改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包含以下組份：Ⅲ級(jí)粉煤灰80份，本實(shí)施例所述的粉煤灰改性劑20份；所述的Ⅲ級(jí)粉煤灰和粉煤灰改性劑均為烘干后質(zhì)量。上述改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料的制備方法，他包括如下步驟：(1)將Ⅲ級(jí)粉煤灰、本實(shí)施例制備的粉煤灰改性劑進(jìn)行烘干后，備用；(2)按各原料所占質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取如下組份：Ⅲ級(jí)粉煤灰80份、本實(shí)施例制備的粉煤灰改性劑20份；其中，Ⅲ級(jí)粉煤灰、粉煤灰改性劑的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)；(3)按步驟(2)所述配比，將粉煤灰改性劑與Ⅲ級(jí)粉煤灰充分混合均勻后，得到改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。實(shí)施例2所述的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，應(yīng)用于水泥中其砂漿抗壓強(qiáng)度和活性指數(shù)見(jiàn)表2，其中基準(zhǔn)樣1、對(duì)比例1及對(duì)比例2的組成見(jiàn)表3，改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料(實(shí)施例2)的摻入比例為30wt％，試驗(yàn)所用水泥為P·O42.5R水泥。表3水泥膠砂配比(％)注：表3中的改性摻和料代表實(shí)施例2所制的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。表4水泥膠砂試驗(yàn)結(jié)果由表4可知，摻入30wt％的本發(fā)明所述改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料與單摻Ⅱ級(jí)粉煤灰和Ⅲ級(jí)粉煤灰相比，改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料具有更好的活性，水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度也更高。因此，通過(guò)赤泥、磷石膏及助磨增強(qiáng)組份混合粉磨的低品質(zhì)粉煤灰改性劑，與Ⅲ級(jí)粉煤灰混合制備的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，具有比Ⅱ級(jí)粉煤灰更好的活性。實(shí)施例3一種粉煤灰改性劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包含以下組份：赤泥80份，磷石膏20份，助磨增強(qiáng)組份0.2份；所述的赤泥和磷石膏均為烘干后的質(zhì)量；所述的助磨增強(qiáng)組份按質(zhì)量百分比由聚醚醇胺10wt％、糖醚10wt％、三乙醇胺40wt％及三異丙醇胺40wt％組成。上述粉煤灰改性劑制備方法，它包括如下步驟：(1)赤泥、磷石膏進(jìn)行烘干后，備用；(2)按各原料所占質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取如下組份：赤泥80份，磷石膏20份，助磨增強(qiáng)組份0.2份；所述的助磨增強(qiáng)組份按質(zhì)量百分比由聚醚醇胺10wt％、糖醚10wt％、三乙醇胺40wt％及三異丙醇胺40wt％組成；其中，赤泥、磷石膏的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)；(3)按步驟(2)所述配比，將赤泥、磷石膏與助磨增強(qiáng)組份混合均勻后，使得混合粉料至于球磨機(jī)中球磨60min，測(cè)得其比表面積達(dá)到6530cm2/g，球磨完畢后得到粉煤灰改性劑。一種改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，它包含以下組份：Ⅲ級(jí)粉煤灰75份，本實(shí)施例制備的粉煤灰改性劑25份；所述的Ⅲ級(jí)粉煤灰和粉煤灰改性劑均為烘干后的質(zhì)量。上述改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料的制備方法，他包括如下步驟：(1)將Ⅲ級(jí)粉煤灰、本實(shí)施例制備的粉煤灰改性劑進(jìn)行烘干后，備用；(2)按各原料所占質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取如下組份：Ⅲ級(jí)粉煤灰75份、粉煤灰改性劑25份；其中，Ⅲ級(jí)粉煤灰、粉煤灰改性劑的質(zhì)量均以烘干后的質(zhì)量計(jì)；(3)按步驟(2)所述配比，將所得粉煤灰改性劑與Ⅲ級(jí)粉煤灰充分混合均勻后，得到改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。將實(shí)施例3中制備的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料按表5所示C30混凝土配合比進(jìn)行試配，根據(jù)摻和料種類的不同，分別對(duì)應(yīng)對(duì)比例3、對(duì)比例4和實(shí)施例3，試驗(yàn)所用水泥為P·O42.5R水泥，所配混凝土性能指標(biāo)如表6所示。表5混凝土配合比(kg/m3)編號(hào)水水泥Ⅱ級(jí)粉煤灰Ⅲ級(jí)粉煤灰改性摻和料機(jī)制砂碎石減水劑對(duì)比例316523090009509603.1對(duì)比例416523009009509603.2實(shí)施例316523000909509603.5注：表5中的改性摻和料代表實(shí)施例3所制的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。表6混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果C30混凝土試驗(yàn)結(jié)果由表6可知，在“水泥+粉煤灰”混凝土體系中，本發(fā)明所述改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料可以提高單摻Ⅲ級(jí)粉煤灰混凝土的工作性能、力學(xué)性能和抗?jié)B性能，且工作性能和力學(xué)性能略好于單摻Ⅱ級(jí)粉煤灰混凝土，具有更好的抗?jié)B性能；采用本發(fā)明所制備的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料可100wt％取代Ⅱ級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用，使得Ⅲ級(jí)粉煤灰和部分工業(yè)廢渣得到充分利用。實(shí)施例4將實(shí)施例3中制備的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料按表7所示C40混凝土配合比進(jìn)行試配，根據(jù)摻和料種類的不同，分別對(duì)應(yīng)對(duì)比例5、對(duì)比例6和實(shí)施例4，試驗(yàn)所用水泥為P·O42.5R水泥，所配混凝土性能指標(biāo)如表8所示。表7混凝土配合比(kg/m3)編號(hào)水水泥Ⅱ級(jí)粉煤灰Ⅲ級(jí)粉煤灰改性摻和料機(jī)制砂碎石減水劑對(duì)比例5160280110008809804.3對(duì)比例6160280011008809804.5實(shí)施例4160280001108809804.8注：表7中的改性摻和料代表實(shí)施例3所制的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料。表8混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果C40混凝土試驗(yàn)結(jié)果由表8可知，在“水泥+粉煤灰”混凝土體系中，本發(fā)明所述改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料應(yīng)用于C40混凝土的試驗(yàn)規(guī)律和應(yīng)用于C30混凝土的試驗(yàn)規(guī)律類似，都可以提高單摻Ⅲ級(jí)粉煤灰混凝土的工作性能、力學(xué)性能和抗?jié)B性能，且工作性能和力學(xué)性能略好于單摻Ⅱ級(jí)粉煤灰混凝土，具有更好的抗?jié)B性能；采用本發(fā)明所制備的改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料在C40混凝土可100wt％取代Ⅱ級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用，使得Ⅲ級(jí)粉煤灰和部分工業(yè)廢渣得到充分利用；本發(fā)明提供的一種改性低品質(zhì)粉煤灰活性摻和料，對(duì)混凝土性能有較大改善，并且可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3