[发明专利]一种混凝土用复合矿物掺合料

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种混凝土用复合矿物掺合料。

背景技术

目前水泥生产能耗高，且生产一吨水泥约产生一吨二氧化碳温室气体，为改变这种现状各种冶金渣(矿渣、钢渣)、粉煤灰、石灰石粉、稻壳灰、废玻璃粉等等纷纷用作混合材被应用到水泥生产中，或者作为矿物掺合料应用到混凝土生产中，来降低水泥生成能耗、改善环境，同时改善水泥混凝土耐久性能。然而这些矿物掺合料在使用中容易导致水泥凝结时间延长、早期或者后期强度降低等现象。

目前利用工业冶金渣等生产矿物掺合料的文献众多，为改善矿物掺合料早期强度较低的现象，目前文献中主要通过以下技术做了改善：

1)专利201210211517.6一种高活性矿渣微粉及其制备方法，专利201210537602.1大掺量钢渣泡沫混凝土砌块及其制备方法，专利200810151897.2超细粉煤灰基复合矿物掺合料及其制备方法，文献《超细粉煤灰的性能》(硅酸盐学报，2003)通过超细粉磨矿渣、钢渣、粉煤灰等提高矿物掺合料细度来提高其活性，然而超细粉磨会带来较大能量消耗，同时粉料过细后容易产生团聚等问题；

2)专利200910131851.9一种高早强混凝土用掺合料，专利201510270200.3一种用于高强混凝土的复合掺合料及其制备方法，专利201210240692.8一种混凝土用复合掺合料等通过碱金属离子盐、碱、醇胺类激发剂等激发矿物掺合料，来提高矿物掺合料活性，然而碱激发往往提高了早期强度，而后期强度往往较低；而且国家标准对混凝土外加剂引入的碱含量做了限定即外来碱含量不大于3kg/m³，碱含量较少，效果不佳，碱含量较多时有引起碱骨料反应风险。

3)专利99116326.5高活性混凝土掺合料的制备技术和方法、文献《水化硅酸钙晶种的制备及对水泥强度的影响》(材料科学与工艺，2007)通过引入C-S-H晶种，降低水化产物成核势垒，加快水泥水化速度。同时C-S-H晶种表面含有大量断键和结构缺陷，较高的表面自由能赋予C-S-H晶种吸附离子和分子的能力，吸附和核化的双重作用，改变水泥的水化进程。

本发明以工业副产品锂渣和镍渣为基础，利用锂渣的高活性及其在硫铝酸盐水泥熟料的激发下加上利用加气混凝土边角料作为晶种提高复合掺合料的早期强度，同时利用矿渣粉较高的后期强度予以复合掺合料以后期强度保证，以超塑化剂调节复合掺合料的工作性。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种混凝土用复合矿物掺合料，降低水泥和混凝土生产能耗，充分利用工业副产品改善生态环境，并改变传统复合矿物掺合料早期强度偏低的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种混凝土用复合矿物掺合料采用以下技术方案实现：

本发明的一种混凝土用复合矿物掺合料由以下材料按重量份混合粉磨而成：40-60％锂渣、10-30％矿渣、5-20％镍渣、5-10％加气混凝土废料、5-10％硫铝酸盐水泥熟料、0.1-0.5％超塑化剂粉末。

所述锂渣SiO₂和Al₂O₃含量之和大于70％。

所述矿渣28d活性指数大于100％。

所述加气混凝土废料为加气混凝土生产过程中产生的边角料，经破碎并在100℃-150℃烘干。

所述超塑化剂粉末为聚羧酸盐类超塑化剂粉末或氨基磺酸盐类超塑化剂粉末，减水率30％以上。

所述掺合料粉磨细度为比表面积400-600m²/kg。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

1)锂渣含有较高的氧化硅和三氧化铝含量，其主要矿物组成为石英、锂辉石、石膏，作为掺合料掺入混凝土中，具有较高的活性。锂渣矿物组成含有较多的石膏，掺量较多时，容易产生假凝现象，因此复合掺合料中掺入矿渣一方面消耗锂渣中石膏用量，另一方面矿渣具有较高的后期强度保证率；

2)硫铝酸盐水泥熟料中硫铝酸钙水泥矿物可以同时激发锂渣和矿渣，同时硫铝酸钙水泥矿物水化速度较快，一方面可以提高其早期强度，另一方面可以调节复合矿物掺合料凝结时间；

3)加气混凝土边角料，在加气混凝土厂量较大且利用率低，或者作为保温材料填料使用，附加值较低，加气混凝土中含有较高的硅和铝含量，其中铝主要以铝酸盐水化产物存在，其与锂渣或硫铝酸盐水泥熟料反应可生成钙矾石水化产物，而硅主要以C-S-H凝胶和托贝莫来石相存在，以加气混凝土边角料作为晶种，可以降低水化产物成核势垒，加快水泥水化速度。