[發(fā)明專利]一種煤矸石基摻合料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110017088.8
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112745049A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝小靚;高育欣;郭照恒;王軍;賴航;宋文靜;程寶軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院有限公司;中建西部建設(shè)股份有限公司
• 主分類號: C04B18/12
• 分類號: C04B18/12
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發(fā)明公開了一種煤矸石基摻合料及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：以80?90份煤矸石為原料，將其預(yù)磨成粉，然后將煤矸石粉與5?15份氧化鈣和5?15份石膏進行濕混、蒸養(yǎng)、煅燒，隨后將煅燒后的產(chǎn)物冷卻后與3?6份硅烷偶聯(lián)劑進行共同粉磨，最后將共同粉磨后的產(chǎn)物與15?20份粉煤灰和5?10份石灰石粉進行混合得到所述煤矸石基摻合料。本發(fā)明制備得到的煤矸石基摻合料，煤矸石占比≥70％，制備的砂漿流動度比≥97％，活性≥85％，摻加此摻合料的混凝土其坍落度、擴展度等和易性與普通混凝土無異。能夠滿足不同施工要求的混凝土使用，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤矸石基摻合料及其制備方法。

背景技術(shù)

煤矸石中含有大量硅鋁質(zhì)礦物，其SiO₂和Al₂O₃含量分別可達30％～60％、15％～40％，是一種“放錯地方”的資源。煤矸石作為混凝土摻合料一方面能有效減少煤矸石的堆存，另一方面降低了水泥的消耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。將活化煤矸石應(yīng)用在建筑、交通等工程領(lǐng)域有著良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

從化學(xué)組成考慮，煤矸石的高SiO₂和Al₂O₃的低鈣組成與硅酸鹽水泥熟料的高鈣組成能形成互補，從而能有效地改善硅酸鹽水泥的性能。但是，將未經(jīng)任何方法處理的未活化煤矸石，直接作為混凝土摻合料使用，將對混凝土的性能帶來不利的影響。煤矸石因其具有多孔的結(jié)構(gòu)，在作為摻合料使用時，會吸收一部分拌和水，對混凝土的工作性能造成影響，對和易性產(chǎn)生負面作用；另外為提高煤矸石的摻量并減少其對混凝土力學(xué)性能的影響，煤矸石的活性也有待進一步提高。

目前對于煤矸石基摻合料的研究中，多為和CaO、石膏等復(fù)合，對含煤矸石復(fù)合材料進行煅燒提高活性，如CN 102167532A(混凝土摻和料及煅燒煤矸石制備混凝土摻和料的方法)，提出使用煤矸石、石灰石、石膏和螢石進行混合煅燒的工藝，制備高活性煤矸石復(fù)合摻合料，但是該制備方法需水量比較大。CN 106316178A(混凝土用礦物摻合料I級復(fù)合粉煤灰及其制作方法)中使用燒透煤矸石、高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣和碎硅石進行混合粉磨，所制備I級復(fù)合粉煤灰需水量較低，但是活性未知，且其中煤矸石占比較小，對煤矸石資源化利用貢獻較小。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種煤矸石基摻合料及其制備方法，本發(fā)明的煤矸石基摻合料煤矸石占比較高，同時活性高，對混凝土的和易性無負面影響的特點，能夠滿足不同施工要求的混凝土使用，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一方面，提供一種煤矸石基摻合料，包括以下質(zhì)量百分比的各組分：煤矸石80-90份、氧化鈣5-15份、石膏5-15份、硅烷偶聯(lián)劑3-6份、粉煤灰15-20份、石灰石粉5-10份。

作為優(yōu)選，所述石膏為無水石膏、半水石膏、二水石膏、磷石膏、脫硫石膏中的一種或多種。

作為優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑為異丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種。

另一方面，還提供一種煤矸石基摻合料的制備方法，包括以下步驟：以煤矸石為原料，將其預(yù)磨成粉，然后將80-90份的煤矸石粉與5-15份的氧化鈣和5-15份的石膏進行干混、濕混、蒸養(yǎng)、煅燒，隨后將煅燒后的產(chǎn)物冷卻后與3-6份的硅烷偶聯(lián)劑進行共同粉磨，最后將共同粉磨后的產(chǎn)物與15-20份的粉煤灰和5-10份的石灰石粉進行混合得到所述煤矸石基摻合料。

作為優(yōu)選，將煤矸石粉與氧化鈣和石膏進行濕混時，以0.1-0.25的水粉比進行濕混5-20分鐘。

作為優(yōu)選，采用噴霧的形式將煤矸石粉與氧化鈣和石膏進行濕混。