本發(fā)明涉及混凝土礦物摻和料應用，尤其涉及一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉及其制備方法。

背景技術：

1、粉煤灰和礦渣粉等傳統(tǒng)礦物摻和料是保證高速鐵路高性能混凝土耐久性的必要組成部分。高原地區(qū)礦物摻和料嚴重短缺，且運輸困難，運輸成本較高且質量不穩(wěn)定。因此尋找粉煤灰和礦渣粉等傳統(tǒng)礦物摻和料的替代品是高鐵建設工程亟待解決的問題。

2、巖漿巖又稱火成巖，是由巖漿噴出地表或侵入地殼冷卻凝固所形成的巖石，有明顯的礦物晶體顆粒或氣孔，約占地殼總體積的65％，總質量的95％。巖漿是在地殼深處或上地幔產生的高溫熾熱、粘稠、含有揮發(fā)分的硅酸鹽熔融體，是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體。巖漿的發(fā)生、運移、聚集、變化及冷凝成巖的全部過程，稱為巖漿作用。巖漿巖亦稱“火成巖”。巖漿侵入地殼或噴出地表后冷凝而成的巖石，是組成地殼的主要巖石，分侵入巖和噴出巖兩種，前者由于在地下深處冷凝，故結晶好，礦物成分一般肉眼即可辨認，常為塊狀構造，按其侵入部位深度的不同，分深成巖和淺成巖；后者為巖漿突然噴出地表，在溫度、壓力突變的條件下形成，礦物不易結晶，常具隱晶質或玻璃質結構，一般礦物肉眼較難辨認，常見的巖漿巖有花崗巖、花崗斑巖、流紋巖、正長巖、粗面巖、閃長巖、安山巖、輝長巖和玄武巖等。

3、高原地區(qū)高速鐵路隧道占比超過60％，隧道掘進過程中產生的洞渣，母巖滿足規(guī)范要求的能夠用來加工碎石、機制砂等，能夠有效節(jié)約工程成本。生產過程中形成的石粉加以收集，經過檢測合格后用來替代部分膠凝材料，達到降低工程成本的目的。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉及其制備方法，通過采用膠凝材料配伍技術，為火成巖石粉作為摻和料引入混凝土中提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)隧道洞渣生產的火成巖石粉的高效利用，用以解決傳統(tǒng)礦物摻和料緊缺的問題，達到降低施工成本，保護生態(tài)環(huán)境的目的。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

2、本發(fā)明提供了一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，按質量百分含量計，所述鐵路高性能混凝土的原料配比包括：80％～90％的火成巖石粉母巖，0～5％的助磨劑，5％～20％的增強組分，0～5％的孔隙調節(jié)組分。

3、進一步地，所述的火成巖石粉母巖為玄武巖、安山巖或流紋巖中的一種或多種組合物。

4、進一步地，所述的助磨劑為二乙醇單異丙醇胺或二水石膏中的一種。

5、進一步地，所述的增強組分選用sio2含量不低于92％的硅灰。

6、進一步地，所述的孔隙調節(jié)組分為硅丙膠粉、氟代聚丙烯酸酯膠粉或醇酸-丙烯酸膠粉中的一種或兩種組合物。

7、進一步地，所述的鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的性能指標滿足：碳酸鈣含量≥75％，細度≤15％，7d活性指數(shù)≥75％，28d活性指數(shù)≥75％，流動度比≥100％，亞甲藍值≤1.4g/kg。

8、本發(fā)明還提供了一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的制備方法，所述方法包括以下步驟：

9、步驟s1、首先將火成巖石粉母巖投入球磨機中，按配比加入助磨劑，磨細至一定比表面積，得到磨細火成巖石粉；

10、步驟s2、然后將磨細火成巖石粉加入高速攪拌機中，同時按配比加入增強組分和孔隙調節(jié)組分，高速攪拌混合均勻后出料，得到鐵路高性能混凝土用火成巖石粉。

11、進一步地，所述磨細火成巖石粉的比表面積為400m2/kg～600m2/kg。

12、進一步地，步驟s1中，球磨機的參數(shù)包括：球磨轉速為36r/min～38r/min，球磨時間為30min～60min，進料粒度＜20mm，出料粒度＜0.075mm。

13、進一步地，步驟s2中，高速攪拌機的參數(shù)包括：攪拌速度為1500r/min～2000r/min，攪拌時間為30min～60min。

14、本發(fā)明的技術效果和優(yōu)點：

15、本發(fā)明將火成巖石粉作為膠凝材料三元體系的一元，首先按照gb/t?176-2017、gb/t8074-2008、tb?10102-2023等方法分別得出水泥、火成巖石粉的化學、細度等參數(shù)。然后根據(jù)環(huán)境對于摻合料摻配比例要求，在其范圍內按照gb/t?1346-2011對膠凝材料體系的標準稠度用水量和凝結時間進行檢測，得出標準稠度用水量小、凝結時間適合現(xiàn)場施工的摻配比例范圍。最后再根據(jù)gb/t?17671-2021進行水泥膠砂強度試驗，以3d強度推測28d強度發(fā)展情況，選定膠凝材料最佳配伍比例。

16、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。

技術特征：

1.一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，其特征在于，按質量百分含量計，所述鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的原料配比包括：80％～90％的火成巖石粉母巖，0～5％的助磨劑，5％～20％的增強組分，0～5％的孔隙調節(jié)組分。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，其特征在于，所述的火成巖石粉母巖為玄武巖、安山巖或流紋巖中的一種或多種組合物。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，其特征在于，所述的助磨劑為二乙醇單異丙醇胺或二水石膏中的一種。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，其特征在于，所述的增強組分選用sio2含量不低于92％的硅灰。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，其特征在于，所述的孔隙調節(jié)組分為硅丙膠粉、氟代聚丙烯酸酯膠粉或醇酸-丙烯酸膠粉中的一種或兩種組合物。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉，其特征在于，所述的鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的性能指標滿足：碳酸鈣含量≥75％，細度≤15％，7d活性指數(shù)≥75％，28d活性指數(shù)≥75％，流動度比≥100％，亞甲藍值≤1.4g/kg。

7.一種如權利要求1-6中任一項所述的鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的制備方法，其特征在于，所述磨細火成巖石粉的比表面積為400m2/kg～600m2/kg。

9.根據(jù)權利要求7所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的制備方法，其特征在于，步驟s1中，球磨機的參數(shù)包括：球磨轉速為36r/min～38r/min，球磨時間為30min～60min，進料粒度＜20mm，出料粒度＜0.075mm。

10.根據(jù)權利要求7所述的一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的制備方法，其特征在于，步驟s2中，高速攪拌機的參數(shù)包括：攪拌速度為1500r/min～2000r/min，攪拌時間為30min～60min。

技術總結
本發(fā)明公開了一種鐵路高性能混凝土用火成巖石粉及其制備方法，涉及混凝土礦物摻和料應用技術領域，按質量百分含量計，所述鐵路高性能混凝土用火成巖石粉的原料配比包括：80％～90％的火成巖石粉母巖，0～5％的助磨劑，5％～20％的增強組分，0～5％的孔隙調節(jié)組分。本發(fā)明通過采用膠凝材料配伍技術，為火成巖石粉作為摻和料引入混凝土中提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)隧道洞渣生產的火成巖石粉的高效利用，用以解決傳統(tǒng)礦物摻和料緊缺的問題，達到降低施工成本，保護生態(tài)環(huán)境的目的。

技術研發(fā)人員：張海濤,朱力,章國輝,另本春,宋濤,梁長偉,姬家星,陳永華,甄善彬,何云發(fā),張文宇
受保護的技術使用者：中鐵四局集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/4