[發明專利]一種堿礦渣水泥泛堿抑制劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710318440.5
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107162456A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 周宗輝;王金邦;程新;杜鵬;李芳淑
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B22/00
• 分類號: C04B22/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 張貴賓

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，特別涉及一種可以抑制堿礦渣水泥泛堿，調節堿礦渣水泥性能的抑制劑及其制備方法。

背景技術

建筑材料是應用最為廣泛的一類材料。目前傳統的建筑材料在應用過程中遵循開發—應用—廢棄這一模式，導致資源日益枯竭，且造成大量廢棄材料、污染物排出及環境惡化。如每生產一噸鋼鐵，將有數十噸鋼渣、礦渣及其它廢渣產出。固體廢棄物的排放，占用土地、污染環境、危害人體健康，且也造成巨大的資源浪費。如何減少不可再生資源消耗，充分利用工業廢渣，將其變廢為寶，成為材料學者一直在努力研究的方向。

堿礦渣水泥是近年來國內外研究的熱點之一。它是指將含有活性（無定型）Al₂O₃和SiO₂的礦渣在強堿條件下，與堿或Na₂SiO₃（K₂SiO₃）等相混合，制備的新型建筑材料。其制備工藝簡單，能耗低、污染少，而且堿礦渣水泥的性能優異，符合我國的綠色可持續發展戰略，其研究與推廣尤其對于能源比較緊張的我國具有極其重要的作用。

堿礦渣水泥雖具有快硬早強、耐高溫，耐腐蝕，低碳環保等一系列普通硅酸鹽水泥所沒有的優異性能，但其目前仍然沒有得到廣泛的應用，主要因為施工后工程易出現表面泛堿現象，泛堿又俗稱泛白，通常在建筑物的表面產生，一般呈現為白色粉末狀、絮團狀或絮片狀。如同建筑物得白癜風一樣，對其外表的美觀以及工程的外觀評定等有嚴重的影響，另外還會對建筑的著色效果、基底層和表面裝飾層、油漆、貼面粘結質量有影響。其至還會造成質量事故、延長交工時間、返工等一系列問題。泛堿是由于施工中加入可溶性堿含量高，內部金屬離子活性較高，容易隨水分的蒸發而析出。如何抑制泛堿現象是提高堿礦渣水泥推廣應用的一個亟需解決的難題。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種制備簡單、效果好、操作簡單、有效降低堿礦渣水泥泛堿概率、且有利于堿礦渣水泥混凝土的和易性、保水性能，提高施工后工程質量的堿礦渣水泥泛堿抑制劑及其制備方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種堿礦渣水泥泛堿抑制劑，其特征在于：由如下重量百分比的原料組成：沸石10-30%、硅灰10-20%、粉煤灰20-30%、硼酸5-15%、超細礦渣粉5-55%。

進一步的，所述沸石粒徑為5A級別，純度為99%及以上。

所述硅灰的比表面積為1000m²/kg。

所述粉煤灰為高鈣粉煤灰，比表面積在500m²/kg以上。

所述超細礦渣粉的細度要求過 200目篩，篩余為2%以內。

所述硼酸采用工業級，純度95%以上。

所述堿礦渣水泥泛堿抑制劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）混合：將沸石、硅灰、粉煤灰、硼酸以及超細礦渣粉按照上述重量百分比混合均勻后；

（2）粉磨：將步驟（1）中混合后的物料在球磨機中進行粉磨，即得堿礦渣水泥泛堿抑制劑。

進一步的，步驟（1）在混料機中將各原料混合8-12小時，使其充分混合。

步驟（2）粉磨時間為7-9小時，粉磨至比表面積500-600m²/kg。

優選的，可將步驟（1）所得混合均勻后的原料過200目篩，篩余控制1.5%以內，即得堿礦渣水泥泛堿抑制劑。

使用時，將上述堿礦渣泛堿抑制劑摻雜在所要使用的堿礦渣水泥混凝土或砂漿中，所述泛堿抑制劑的摻雜質量為制備堿礦渣混凝土時摻入的水泥質量的5％～10％。

本發明的泛堿抑制劑抑制機理是通過引入沸石，有效吸附堿礦渣水泥中的氫氧根離子，抑制堿離子隨孔洞的析出；引入硅灰與粉煤灰及超細礦渣粉，發揮其微球填充效應及后期火山灰效應，有效降低堿礦渣水泥的有害孔數量及體積；引入硼酸可有效調節pH值，中和多余氫氧根離子。本發明的泛堿抑制劑可有效改善礦渣水泥密實度，降低堿礦渣水泥泛堿概率及危害，可根據其用量增強堿礦渣水泥混凝土及砂漿保水性及和易性，滿足工程應用要求。