[發明專利]一種火成巖石粉用礦物改性劑

在審

• 申請號: 202010035801.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111187023A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 謝永江;譚鹽賓;李康;馮仲偉;李林香;楊魯;葛昕;王浩;王琳;謝亮;胡凡;齊婧;饒云兵
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國國家鐵路集團有限公司;北京鐵鋒建筑工程技術有限公司
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種火成巖石粉用礦物改性劑。該礦物改性劑是由無機硅質增強材料、鋁硅質增強材料、除靜電助磨劑及化學激發劑組配而成的粉體材料，具有細化火成巖石粉顆粒級配、提高堿性環境下二次水化效應、改善水泥膠砂流動度及混凝土和易性等作用，能夠解決單摻火成巖石粉配制混凝土密實性能不足等問題。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種火成巖石粉用礦物改性劑。

背景技術

近年來，隨著粉煤灰、礦渣粉等傳統礦物摻和料的日益短缺，尋求合適的相關替代品已成為整個建材行業研究的熱點，亦是大型基礎設施建設工程亟需解決的問題。

火成巖石粉（亦包括天然火山灰質材料）是指以SiO₂和Al₂O₃為主要成分的礦物原料磨成細粉，單獨加水不硬化，但在石灰水中能夠與氫氧化鈣反應生成低堿性水化硅酸鈣的礦物材料。目前，我國大約有12個省份分布有大量火成巖，且大多是由火山噴發出的碎屑物經數十萬年沉積演變而來，多數以沉積巖形式存在，如凝灰巖、流紋巖、安山巖及玄武巖等。國內外研究表明，火成巖石粉與粉煤灰化學成分相近，均是以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃為主，且二者具有相近的水化活性，是理想的替代品。目前，國內先后頒布了《用于水泥中的火山灰質混合材料》（GB/T 2847-2005）、《水泥砂漿和混凝土用天然火山灰質材料》（JG/T 315-2011）、《水工混凝土摻用天然火山灰質材料技術規范》（DL/T 5273-2012）、《公路工程 水泥混凝土用天然火山灰質材料》（JT/T 993-2015）等系列標準指導火成巖石粉的開發和利用，但是截止到目前鮮有大中型基建工程大規模采用火成巖石粉替代粉煤灰制備混凝土，主要原因在于：（一）火成巖石粉的礦物組成及化學成分地域性差異較大，上述標準中的部分指標不易達到；（二）相比于粉煤灰，火成巖石粉存在需水量比大、潛在水化活性低、外加劑吸附量大等問題；（三）單摻火成巖石粉制備混凝土的密實性能遠不如粉煤灰混凝土，體積穩定性能和抗凍性能不及粉煤灰混凝土，因此目前已用工程均是采用火成巖石粉和粉煤灰或礦粉雙摻的方式制備混凝土。以上三方面原因極大限制了火成巖石粉的推廣應用。

為了克服上述難題，解決我國西南等地礦物摻和料嚴重匱乏的問題，有力支撐川藏鐵路、渝昆高鐵等大型重點工程的順利建設，亟需提出基于火成巖石粉的改性技術措施。本發明通過開展系統性火成巖石粉的性能研究、水泥—火成巖石粉膠材體系研究及制備混凝土長期耐久性能研究，研發出了適用于火成巖石粉的礦物改性劑。通過摻加適量的礦物改性劑，能夠顯著提升火成巖石粉的各項性能，采用改性后的火成巖質礦物摻和料制備混凝土的各項性能完全滿足現行鐵標相關要求。

發明內容

本發明目的在于提供一種火成巖石粉用礦物改性劑，以改善火成巖石粉的各項性能，解決單摻火成巖石粉配制混凝土密實性能不足等問題。

本發明一種火成巖石粉用礦物改性劑，是由無機硅質增強材料、鋁硅質增強材料、除靜電助磨劑及化學激發劑組配而成的粉體材料，具有細化火成巖石粉顆粒級配、提高堿性環境下二次水化效應、改善水泥膠砂流動度及混凝土和易性等作用。

一種火成巖石粉用礦物改性劑，其比表面積應為10000~20000 m²/kg、SiO₂含量≥90%、Cl^-含量≤0.06%；摻量為30%條件下，水泥膠砂流動度比≥105%，28d抗壓強度比≥110%。

一種火成巖石粉用礦物改性劑，所述無機硅質增強材料，應選用SiO₂含量不低于92%的（半加密或全加密）硅灰；