一種以硅鈣氧化物為主要成分的混凝土添加劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土添加劑，具體說(shuō)，是一種以硅鈣氧化物為主要成分的混凝土添 加劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水利水電工程建設(shè)過(guò)程中所用混凝土量大、結(jié)構(gòu)厚實(shí)，常被稱(chēng)為大體積混凝土。對(duì) 于大體積混凝土而言溫控防裂要求很高，在工程實(shí)際施工過(guò)程中，采用大摻量摻合料的水 工混凝土是應(yīng)對(duì)大體積混凝土溫控防裂問(wèn)題的有效措施之一。目前，水工混凝土最常用的 摻合料為粉煤灰，用粉煤灰代替部分水泥配制水工混凝土已有三十多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其在 水工混凝土中最大摻量可達(dá)60%甚至更高。粉煤灰的摻用不僅可以減少水工混凝土中的水 泥用量、降低混凝土內(nèi)部溫升，還因其具有水化活性，能與水泥主要水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生 二次水化反應(yīng)，因此，摻用粉煤灰的水工混凝土能獲得更好的后期力學(xué)強(qiáng)度。隨著生態(tài)文明 社會(huì)的建設(shè)，一批中小火電企業(yè)的關(guān)停，以及大量水電站工程的開(kāi)工建設(shè)，粉煤灰的供需矛 盾日益突出，在粉煤灰緊張地區(qū)開(kāi)工建設(shè)的水電站工程，優(yōu)質(zhì)摻合料已成為制約工程建設(shè) 的主要技術(shù)瓶頸之一。因此，需要結(jié)合水電站工程所在地及周邊地區(qū)的工業(yè)布局情況，充分 利用工業(yè)廢渣，開(kāi)發(fā)類(lèi)似于粉煤灰的水工混凝土摻合料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種以硅鈣氧化物為主要成分的混凝土添加 劑及制備方法，制備的復(fù)合活性材料能夠與水泥的主要水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，穩(wěn)定水化 產(chǎn)物體系，降低水化體系溫升，提高水化體系力學(xué)強(qiáng)度。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、成 本較低。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種以硅鈣氧化物為主要成 分的混凝土添加劑，由工業(yè)廢渣粉及石粉復(fù)配而成，形成以硅酸鹽玻璃體、鋁酸鹽玻璃體為 主要礦物組分，按質(zhì)量百分比，其中：氧化鈣含量45% -55%、二氧化硅含量20% -35%、 三氧化二鋁含量1% -3 %、氧化鎂含量1% -2 %和余量的雜質(zhì)，細(xì)度45 μ m篩篩余量 12% -25%〇
[0005] 所述的以硅鈣氧化物為主要成分的混凝土添加劑的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 1)將以硅酸鹽玻璃體、鋁酸鹽玻璃體為主要礦物組成、質(zhì)量百分含量在90%以上 的硅鈣氧化物為主要化學(xué)成分的工業(yè)廢渣A，150°C _200°C環(huán)境中機(jī)械粉磨，粉磨后比表面 積 400m2/kg_500m2/kg ;
[0007] 2)將以氧化鈣為主要化學(xué)成分、氧化鈣質(zhì)量百分含量在50%以上的石粉B， 30°C~50°C溫度范圍內(nèi)粉磨，粉磨后細(xì)度80 μ m篩篩余量1 % -10% ;
[0008] 3)將步驟1)得到的工業(yè)廢渣A和步驟2)得到的石粉B按一定比例混合，形成以 硅酸鹽玻璃體、鋁酸鹽玻璃體為主要礦物組成，按質(zhì)量百分比，氧化鈣含量45% -55%、二 氧化硅含量20 % -35%、三氧化二鋁含量1% -3%、氧化鎂含量1% -2 %和余量為雜質(zhì)的復(fù) 合活性材料c，細(xì)度45 μ m篩篩余量12 % -25 %。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、成本較低，對(duì)于穩(wěn)定水泥 水化產(chǎn)物體系、提高水泥水化體系密實(shí)度與力學(xué)強(qiáng)度、降低水泥水化體系溫升具有顯著作 用，可應(yīng)用于水利水電等行業(yè)混凝土工程施工建設(shè)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0011] 本發(fā)明的以硅鈣氧化物為主要成分的混凝土添加劑，由工業(yè)廢渣粉及石粉復(fù)配而 成，形成以硅酸鹽玻璃體、鋁酸鹽玻璃體為主要礦物組分，按質(zhì)量百分比，其中：氧化鈣含量 45 % -55 %、二氧化硅含量20 % -35 %、三氧化二鋁含量1 % -3 %、氧化鎂含量1 % -2 %和余 量的雜質(zhì)，細(xì)度45 μ m篩篩余量12% -25%。
[0012] 所述的以硅鈣氧化物為主要成分的混凝土添加劑的制備方法，包括以下步驟：
[0013] 1)將以硅酸鹽玻璃體、鋁酸鹽玻璃體為主要礦物組成、質(zhì)量百分含量在90%以上 的硅鈣氧化物為主要化學(xué)成分的工業(yè)廢渣A，150°C _200°C環(huán)境中機(jī)械粉磨，粉磨后比表面 積 400m2/kg_500m2/kg ;
[0014] 2)將以氧化鈣為主要化學(xué)成分、氧化鈣質(zhì)量百分含量在50%以上的石粉B， 30°C~50°C溫度范圍內(nèi)粉磨，粉磨后細(xì)度80 μ m篩篩余量1 % -10% ;
[0015] 3)將步驟1)得到的工業(yè)廢渣A和步驟2)得到的石粉B按一定比例混合，形成以 硅酸鹽玻璃體、鋁酸鹽玻璃體為主要礦物組成，按質(zhì)量百分比，氧化鈣含量45% -55%、二 氧化硅含量20 % -35%、三氧化二鋁含量1% -3%、氧化鎂含量1% -2 %和余量為雜質(zhì)的復(fù) 合活性材料C，細(xì)度45 μ m篩篩余量12 % -25 %。
[0016] 通過(guò)調(diào)整工業(yè)廢渣A、石粉B的復(fù)合比例，及其粉磨溫度、細(xì)度的調(diào)整，可以根據(jù)實(shí) 際使用要求對(duì)復(fù)合活性材料C的活性程度進(jìn)行定量設(shè)計(jì)。
[0017] 本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理用以下化學(xué)反應(yīng)式表示：
[0018] 3CaO · Si02+nH20 - xCaO · SiO2 · yH20+(3-x) Ca (OH)2 (I)
[0019] 2CaO · Si02+mH20 - xCaO · SiO2 · yH20+ (2-x) Ca (OH) 2 (2)
[0020] 復(fù)合活性材料 C+Ca (OH) 2- xCaO · SiO 2 · yH20+H20 (3)
[0021] 化學(xué)式（1)、（2)為水泥最主要的兩種熟料組分的水化反應(yīng)過(guò)程，主要水化產(chǎn)物為 XCaO · SiO2 · yH20和Ca (OH) 2，復(fù)合活性材料C能與化學(xué)式（1)、⑵中的產(chǎn)物Ca (OH) 2繼續(xù) 發(fā)生如化學(xué)式（3)所描述的化學(xué)反應(yīng)，生成XCaO · SiO2 · yH20。XCaO · SiO2 · yH20是水泥水 化體系中的主要水化產(chǎn)物之一，對(duì)于穩(wěn)定水化體系、密實(shí)水化體系結(jié)構(gòu)等發(fā)揮著重要作用。 復(fù)合活性材料C不僅可以消耗部分化學(xué)式（1)、（2)中的Ca (OH)2產(chǎn)物，還能促使化學(xué)式（1)、 (2)的反應(yīng)過(guò)程向右移動(dòng)、加速反應(yīng)。
[0022] 本發(fā)明的方法無(wú)需高溫煅燒，僅通過(guò)控制機(jī)械粉磨時(shí)的溫度、粉磨細(xì)度、以及混合 比例，即可生產(chǎn)出能在堿性環(huán)境下與水泥的主要水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的復(fù)合活性材料。 該復(fù)合活性材料能有效穩(wěn)