[发明专利]一种用作水泥混合材的活化玄武岩粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料，涉及一种用作水泥混合材的活化玄武岩粉及其制备方法。本发明所述活化玄武岩粉特别适用作水泥混合材和混凝土掺合料。

背景技术

目前，用于建材行业的混合材和掺合料主要为矿渣、粉煤灰等工业废渣。高炉矿渣、粉煤灰在我国水泥混合材中所占比例最大，两者相加占我国水泥混合材用量的44.65%。近年我国基础建设的迅速发展带动了水泥和混凝土产业的急剧扩张，导致粉煤灰、矿渣等原本作为废渣利用的混合材和掺合料变得非常紧俏，其中，高炉矿渣的优良使用性能致使其价格不断上涨，一度甚至超过熟料价格。可见水泥混合材供应已凸显紧张局面，开发水泥混合材新品种日渐成为水泥工业研究的当务之急，特别是在水泥混合材匮乏和偏远地区，对当地资源进行合理开发及其建材资源化利用，不仅可改善水泥混凝土的某些性能，而且还可降低成本，提升企业综合竞争力，带动当地经济和社会发展。

玄武岩是火山爆发时岩浆喷出地面骤冷而形成的硅酸盐岩石，它广泛分布于大陆和洋底。我国玄武岩矿藏储量丰富，广泛分布于秦岭南麓、甘肃祁连山、黑龙江五大连池、吉林长白山、新疆准噶尔盆地、西藏喜马拉雅山、青海昆仑山、山西大同以及华南沿海一带。现有技术中，我国对玄武岩的开发利用程度还较低，大宗用作各种建筑石料，仅部分用于铸石和岩棉，还有少量用作石材和水泥混合料。近年来，利用玄武岩生产连续玄武岩纤维（CBF）成为热点；它是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。可以看出，玄武岩在应用时，低端产品附加值不高，利用率低，造成了资源和能源的大量浪费；高端产品一次性投资大，能耗高，阻碍了玄武岩的综合开发利用。

玄武岩属于硅酸盐岩石，其中含有玻璃质结构及可溶性的S_iO₂和Al₂O₃，具有一定的火山灰活性，在理论上可以用作水泥混合材和混凝土的掺合料。由于火山灰材料种类及来源较广，故其化学组成差别很大，不同品种、产地的火山灰材料在化学品质、矿物组成、颗粒群分布及有害杂质含量等方面均存在较大差异，给其实际应用带来了极大的困难。峨眉山玄武岩硬度大，粉磨功耗大，易磨性差，粉磨成本高，难以在水泥混凝土行业大范围推广应用。因此，科学合理地开发利用我国赋存的矿物资源，拓宽建材行业所需原材料的选取途径，对促进水泥混凝土工业的可持续发展具有积极的意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种性能良好、成本低的用作水泥混合材的活化玄武岩粉及其制备方法。从而提供一种用于水泥混凝土行业的新型建筑材料。

本发明的内容是：一种用作水泥混合材的活化玄武岩粉，其特征是：该活化玄武岩粉主要由细度为80μm筛余量≤0.5%、比表面积为380～600m²/kg的玄武岩粉组成。

本发明的内容中：所述玄武岩粉组成中还添加有玄武岩粉质量0.15%～1%的助磨剂；

所述助磨剂由多元醇70%～80%、三乙醇胺10%～20%、无机盐硫酸钠1.5%～2.6%、以及有机盐木质素磺酸钠7%～10%的原料组分和质量百分比组成；

所述多元醇是丙三醇、丙二醇、乙二醇中的一种或两种以上的混合物。

本发明的内容中：所述玄武岩为峨眉山玄武岩。

所述峨眉山玄武岩符合GBT2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》标准的要求，即：烧失量的质量百分比为2.41%～3.18%、三氧化硫的质量百分比含量0.06%～0.15%、火山灰性合格、放射性合格。

本发明的另一内容是：一种用作水泥混合材的活化玄武岩粉的制备方法，该制备方法为热活化—机械力活化相结合的方式，其特征是包括：将玄武岩（较好的是峨眉山玄武岩）原料用颚式破碎机破碎（较好的是逐级反复破碎）至最大粒径≤5.3mm（较好的是最大粒径≤3.15mm）后；再经热处理工艺处理；然后将经过热处理后的破碎的玄武岩用球磨机粉磨20～65min，即制得成品——活化玄武岩粉；

所述热处理工艺是将破碎后的玄武岩置于700℃～1050℃温度下，加热处理0.5～2h后，再急冷至环境温度。

所述急冷至环境温度是将加热处理后的玄武岩的温度在5min～15min的时间内降低至环境温度。所述急冷的方式可以为空冷、水冷、油冷等非随炉冷的现有技术方式。