專利名稱：一種高嶺土尾礦復(fù)合粉及在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種高嶺土尾礦復(fù)合粉及在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用，主要涉及一種可替代粉煤灰用作水泥或混凝土摻和料的高嶺土尾礦復(fù)合粉體，屬于礦物資源加工及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
粉煤灰是煤粉經(jīng)過燃燒后，從鍋爐煙氣中排放出的細(xì)灰狀殘留物，是一種人工火山灰質(zhì)物質(zhì)，工業(yè)“三廢”之一。目前，其主要應(yīng)用于混凝土的配制中，具有改善混凝土強(qiáng)度、干縮性、節(jié)約水泥、降低成本等作用。國外把CaO含量超過10%的粉煤灰稱為C類灰，低于10%的粉煤灰稱為F類灰。C類灰本身具有一定的水硬性，可作水泥混合材，F(xiàn)類灰常作混凝土摻和料，它比C類灰使用時(shí)的水化熱要低。根據(jù)不同的技術(shù)要求，這兩類粉煤灰又分別有國標(biāo)I級、II級和III級之分。近年來，我國能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，發(fā)電能力年增長率為7.3%，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，到2010年達(dá)到近4億t。雖然資源總量很大，但資源分布不均衡，利用受地域限制，有些地區(qū)粉煤灰堆存壓力大且污染環(huán)境，亟待充分利用，有些地區(qū)則粉煤灰資源匱乏，使用成本很高；另外，隨著粉煤灰綜合利用技術(shù)的不斷發(fā)展，其在生產(chǎn)粉煤灰水泥、粉煤灰磚/硅酸鹽砌塊等其他建筑材料、農(nóng)業(yè)肥料和土壤改良劑、回收工業(yè)原料、環(huán)境材料、高分子材料等領(lǐng)域的用量也不斷增加，以上因素使我國粉煤灰市場供求關(guān)系更不平衡。以廣西為例，廣西是水泥生產(chǎn)大省，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，必須摻入40%以上的廢物才算資源綜合利用產(chǎn)品，才能享受退稅政策。因此，各水泥廠都在搶電廠的粉煤灰，粉煤灰成為緊俏貨，供不應(yīng)求。此外，企業(yè)生產(chǎn)成本受到運(yùn)輸半徑的制約，如果電廠位于運(yùn)輸半徑100公里之內(nèi)，使用它的粉煤灰是最劃算的；但如果超過200公里，運(yùn)輸成本高，生產(chǎn)就會虧損。目前，無論是生產(chǎn)銷售粉煤灰還是利用粉煤灰作原料生產(chǎn)其他建材產(chǎn)品，均沒有相關(guān)增值稅優(yōu)惠政策；在缺少火力發(fā)電廠的地區(qū)，粉煤灰資源也就匱乏。因此，為了節(jié)約水泥、降低混凝土成本，改善混凝土性能，平衡地區(qū)發(fā)展，尋找可替代粉煤灰的新型粉體具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種組分配比合理、可替代F類粉煤灰，配制滿足混凝土強(qiáng)度、和易性、耐久性要求的高嶺土尾礦復(fù)合粉及在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用。一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，包括下述組分按質(zhì)量百分比組成高嶺土尾礦90.0±1.5%
氧化鈣7.0±1.0%
無水硫酸鈣1.25±0.25% 水玻璃或氫氧化鈉中的至少一種 0.75±0.25%。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉中，所述高嶺土尾礦由下述組分按質(zhì)量百分比組成
SiO283 士 1.5%
Al2O310±1.5%
Fe2O30.3 士 0.2%
CaO0.2 士0.1%
MgO0.075±0.025%
K20+Na202.0士 0.5%
其他雜質(zhì)3.5±1.0%本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉中，所述CaO選用生石灰或消石灰中的至少一種獲得。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉中，所述高嶺土尾礦含水率< 1%。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉中，所述無水硫酸鈣選自煅燒硬石膏或天然硬石膏中的至少一種。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉中，所述復(fù)合粉的細(xì)度大于45 iim的量< 10%，t匕表面積500 600m2/Kg，含水率彡I %。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用，是在混凝土中添加占混凝土質(zhì)量2. 4 4. 5%的高嶺土尾礦復(fù)合粉；所述混凝土的組分按重量百分比為
普通水泥10 13%
砂石77.0 79.5%
減水劑0.32 0.36%
水6.8 7.1%。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用中，所述普通水泥為硅酸鹽水泥。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用中，所述砂石由中砂與碎石組成，所述中砂與碎石的質(zhì)量比為1 (I. 2-1. 4);所述中砂的細(xì)度模數(shù)為2. 8 ;所述碎石的粒度為5 31. 5mm。本發(fā)明一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用中，所述減水劑為緩凝型聚羧酸高效減水劑，減水率> 25%。本發(fā)明由于采用上述組分配比，通過生石灰或消石灰以及煅燒硬石膏或天然硬石膏，提高尾礦的含鈣量，使得到的高嶺土尾礦復(fù)合粉水硬性提高，實(shí)現(xiàn)替代水煤灰的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果(I)本發(fā)明的粉體可完全替代粉煤灰配制混凝土，為粉煤灰資源匱乏地區(qū)提供了另一種可供選擇的新型粉體，可減少水泥用量，降低工程造價(jià)；(2)本發(fā)明的粉體配制的混凝土能夠達(dá)到普通混凝土的施工及強(qiáng)度要求，混凝土的耐久性能、抗?jié)B性及增強(qiáng)抗酸、堿腐蝕性均達(dá)到技術(shù)要求；(3)本發(fā)明所用主要原料為高嶺土礦山選礦尾礦，屬于固體廢棄物綜合利用，復(fù)合粉體加工簡單、成本低廉，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。綜上所述，本發(fā)明組分配比合理、可替代F類粉煤灰，配制滿足混凝土強(qiáng)度、和易性、耐久性要求。適用于水電大壩、道路、港口碼頭、公用/民用建筑等工程中的混凝土配制，解決了粉煤灰地區(qū)供需不平衡的問題，制造成本低，環(huán)境友好，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換和變化。因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。實(shí)施例I :采用國內(nèi)某地高嶺土尾礦作為主要原料，化學(xué)成分按重量百分比為
成分 I~SiO^Al2O3 Fe2O3 ~CaOMgOK20+Na20~Wk
含量 83.3410.05 0 35oTTi0082 233 80按如下質(zhì)量百分比稱取混合料(I)高嶺土尾礦(含水率< 1% )91% (2)生石灰7.0% (按CaO含量)(3)天然硬石膏 1.25%(4)氫氧化鈉0.75%將該混合物通過普通球磨機(jī)研磨得到高嶺土尾礦復(fù)合粉，其細(xì)度400目篩余量為13. 6wt%、比表面積為550m2/kg、含水率< 1%。將得到的高嶺土尾礦復(fù)合粉按混凝土質(zhì)量的2. 4%添加到預(yù)拌混凝土中；所述混凝土的組分按重量百分比為
海螺牌P.0 42.5水泥12.8% 砂石77.5 % 星都牌XD-II緩凝型聚竣酸高性能減水劑 0.36% 水6.94%。表I為采用本實(shí)施例制備的高嶺土尾礦復(fù)合粉添加到預(yù)拌混凝土中與現(xiàn)有技術(shù)采用粉煤灰作為摻和料配制的預(yù)拌混凝土的施工及力學(xué)性能結(jié)果。表2為預(yù)拌混凝土中添加本實(shí)施例制備的高嶺土尾礦復(fù)合粉后，預(yù)拌混凝土的耐久性評定結(jié)果。表I
權(quán)利要求
1.一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，包括下述組分按質(zhì)量百分比組成高嶺土尾礦90.0±1.5%氧化鈣7.0±1.0%無水硫酸鈣1.25±0.25%水玻璃或氫氧化鈉中的至少一種 0.75±0.25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，所述高嶺土尾礦由下述組分按質(zhì)量百分比組成 SiO283±1.5% Al2O310±1.5% Fe2O30.3±0.2% CaO0.2±0.1% 。
MgO0.075±0.025% K20+Na202.0±0.5% 其他雜質(zhì)3.5±1.0%
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，其特征在于所述CaO選用生石灰或消石灰中的至少一種獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，其特征在于所述高嶺土尾礦含水率≤1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，其特征在于所述無水硫酸鈣選自煅燒硬石膏或天然硬石膏中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉，其特征在于所述復(fù)合粉的細(xì)度大于45 ii m的量彡10 %，比表面積500 600m2/Kg，含水率彡I %。
一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用，是在混凝土中添加占混凝土質(zhì)量、2.4 4. 5%的高嶺土尾礦復(fù)合粉；所述混凝土的組分按重量百分比為 普通水泥10 13% 砂石77.0 79.5% 減水劑0.32 0.36%水6.8 7.1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用中，其特征在于所述普通水泥為硅酸鹽水泥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用中，其特征在于所述砂石由中砂與碎石組成,所述中砂與碎石的質(zhì)量比為1 (I. 2-1. 4);所述中砂的細(xì)度模數(shù)為2. 8 ;所述碎石的粒度為5 31. 5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高嶺土尾礦復(fù)合粉在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用中，其特征在于所述減水劑為緩凝型聚羧酸高效減水劑，減水率> 25%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高嶺土尾礦復(fù)合粉及在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用，該粉體包括下述組分高嶺土尾礦、氧化鈣、無水硫酸鈣、水玻璃或氫氧化鈉中的至少一種按一定質(zhì)量配料并通過機(jī)械細(xì)磨而成。其在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用，是在混凝土中添加占混凝土質(zhì)量2.4～4.5％的高嶺土尾礦復(fù)合粉；該粉體完全可替代粉煤灰來配制普通混凝土用于施工，且拌合物具有更好的保水性與黏聚性，不影響混凝土的力學(xué)及耐久性能。本發(fā)明組分配比合理、可替代F類粉煤灰，配制滿足混凝土強(qiáng)度、和易性、耐久性要求。適用于水電大壩、道路、港口碼頭、公用/民用建筑等工程中的混凝土配制，解決了粉煤灰地區(qū)供需不平衡的問題，制造成本低，環(huán)境友好，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
文檔編號C04B18/12GK102617060SQ20121008662
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者傅梁杰, 唐愛東, 莊啟斌, 朱永杰, 李曉鳴, 楊華明, 胡佩偉, 鄧元臣 申請人:中南大學(xué), 兗礦北海高嶺土有限公司