氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰，經(jīng)改性后的粉煤灰可應(yīng)用于商品混 凝土，屬于建筑材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的一種工業(yè)廢渣，其排放量大，而且分布較廣。目前，將 粉煤灰作為混凝土摻合料使用，已成為粉煤灰治理的主要途徑之一。國內(nèi)在粉煤灰利用方 面?zhèn)戎赜诜勖夯掖髶搅恐苯討?yīng)用與混凝土中，而大摻量直接利用并不能充分發(fā)揮粉煤灰的 潛在水化活性，從而使得粉煤灰利用率較低，附加值較小，倘若粉煤灰摻入過多或者使用不 當(dāng)，還會(huì)使混凝土產(chǎn)生其他弊病。目前存在的粉煤灰的活化改性技術(shù)主要分為機(jī)械活化和 堿性物質(zhì)改性：簡單的機(jī)械粉磨不僅能耗大，而且活性后性能提升有限；堿性物質(zhì)改性會(huì) 導(dǎo)致混凝土中堿含量較高，使得混凝土耐久性能下降。
[0003] 將粉煤灰粉磨可以改變粉煤灰顆粒表面狀態(tài)，并且增加粉煤灰的總反應(yīng)面積，減 小粉煤灰顆粒粒徑，以達(dá)到機(jī)械活化的目的。然而由于粉煤灰比表面積的增大，使得粉煤灰 吸附水量增加，增大粉煤灰的需水量，同時(shí)粉煤灰表面狀態(tài)及形貌的變化，使得粉煤灰的滾 珠效應(yīng)減弱，多種因素同時(shí)作用將會(huì)導(dǎo)致粉煤灰摻入到混凝土中時(shí)，不能很好的改善混凝 土的工作性能。堿性物質(zhì)改性，可以激發(fā)粉煤灰活性，使得混凝土的早期強(qiáng)度得以提升，然 而堿性物質(zhì)的引入會(huì)導(dǎo)致混凝土的發(fā)生堿集料反應(yīng)，引起混凝土開裂，混凝土堿含量較高 還會(huì)產(chǎn)生泛霜現(xiàn)象，并且容易發(fā)生軟水侵蝕和化學(xué)侵蝕，從而導(dǎo)致混凝土的耐久性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，通過功能化均質(zhì)改 性粉煤灰，使粉煤灰可替代礦粉應(yīng)用于商品混凝土中。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方 法，包括有以下步驟：
[0006] 1)將復(fù)合研磨助劑經(jīng)霧化后自然沉積在粉煤灰表面，混合均勻后研磨，控制粉煤 灰研磨后比表面積為550~700m2/kg;
[0007] 2)將經(jīng)霧化后的表面改性劑自然沉積在研磨后的粉煤灰表面，加入量為粉煤灰質(zhì) 量的1%~3%，所述表面改性劑由下列組分按重量百分比配制而成：水50%，高效分散組 分30%~40%，增強(qiáng)組分10%~20% ;
[0008] 3)將緩凝保坍組分與粉煤灰混合即得改性粉煤灰。
[0009] 按上述方案，所述的復(fù)合研磨助劑由下列組分按重量百分比配制而成：三異丙 醇胺15 %~20 %，糖蜜5 %~15 %，水70 %~80 %，其加入量為粉煤灰質(zhì)量的0. 05 %~ 0? 2%〇
[0010] 按上述方案，所述的高效分散組分為粉末狀聚羧酸減水劑。
[0011] 按上述方案，所述的增強(qiáng)組分為三乙醇胺，化學(xué)純試劑。
[0012] 按上述方案，所述的緩凝保坍組分為磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH為 3. 5~4. 5,加入量為粉煤灰質(zhì)量的0. 2~0. 5%。
[0013] 本發(fā)明利用復(fù)合研磨助劑，通過物理與化學(xué)綜合作用，提高粉煤灰機(jī)械活化的效 率，增大粉煤灰比表面積，提高粉煤灰活性。以霧化方式將表面改性劑變?yōu)闅庀?，沉積在粉 煤灰表面上，能使粉煤灰的改性效果更均質(zhì)化。表面改性劑中的高效分散組分，可以減小經(jīng) 機(jī)械活化后的粉煤灰需水量，從而使得粉煤灰應(yīng)用于混凝土中時(shí)，能顯著改善混凝土的工 作性能，通過有機(jī)的增強(qiáng)組分，一方面避免了堿性物質(zhì)改性引發(fā)的混凝土耐久性降低的問 題，另一方面可以提高粉煤灰的早期活性，充分發(fā)揮粉煤灰的潛在活性，使得功能化均質(zhì)改 性后的粉煤灰應(yīng)用于商品混凝土中，使得混凝土具有一定的早期強(qiáng)度和良好的耐久性能。
[0014] 使用時(shí)，將本發(fā)明所制備的粉煤灰按一定量摻入混凝土中，和水泥、集料同時(shí)投入 混凝土拌和機(jī)中按正常的混凝土攪拌工藝攪拌即可。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：（1)采用復(fù)合研磨助劑，提升粉煤灰的研磨效率，同時(shí)該復(fù)合 研磨助劑在水泥混凝土中應(yīng)用時(shí)，具有一定能夠的早強(qiáng)功能；（2)采用表面改性劑高效分 散組分，避免了粉煤灰由于機(jī)械活化而引起的需水量增大問題，改善混凝土的工作性；(3) 采用表面改性劑增強(qiáng)組分，提高粉煤灰早期強(qiáng)度，避免了由于粉煤灰摻入而引發(fā)的早期強(qiáng) 度降低的問題；(4)采用霧化方式處理復(fù)合研磨助劑與表面改性劑，使得復(fù)合研磨助劑在 粉磨過程中與粉煤灰作用更充分，同時(shí)使得表面改性劑更均質(zhì)的吸附在粉煤灰顆粒表面， 從而保證粉煤灰性能的穩(wěn)定性。（5)工業(yè)固體廢棄物磷石膏作為緩凝保坍組分，加入到粉煤 灰中，可以大幅度減少混凝土的經(jīng)時(shí)損失，保證混凝土的工作性能。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0017] 實(shí)施例1 :
[0018] 以制備100kg功能化均質(zhì)改性粉煤灰為例。稱取各原料：粉煤灰100kg，復(fù)合研磨 助劑三異丙醇胺〇. 〇2kg，復(fù)合研磨助劑糖蜜0. 01kg，將兩種助磨劑溶于0. 07kg水中，經(jīng)霧 化后自然沉積在粉煤灰表面，用球磨機(jī)研磨15min至比表面積為550~700m2/kg。稱取高 效分散組分0. 75kg、增強(qiáng)組分0. 25kg，均勻溶解在lkg水中，裝入霧化噴霧器中，經(jīng)霧化后 自然沉積在經(jīng)過粉磨處理的粉煤灰上，然后稱取緩凝保坍組分0. 2kg加入到表面改性后的 粉煤灰中，用混料機(jī)混合均勻。
[0019] 所述的高效分散組分為粉狀聚羧酸系高效減水劑；所述的增強(qiáng)組分為三乙醇胺的 化學(xué)純試劑；所述緩凝保坍組分為磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH為3. 5~4. 5 ; 所用粉磨設(shè)備為球磨機(jī)。
[0020] 使用時(shí)，將本發(fā)明所制備的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同時(shí)投入 混凝土拌和機(jī)中按正常的混凝土攪拌工藝攪拌即可。
[0021] 實(shí)施例2:
[0022] 以制備100kg功能化均質(zhì)改性粉煤灰為例。稱取各原料：粉煤灰100kg，復(fù)合研磨 助劑三異丙醇胺〇. 〇2kg，復(fù)合研磨助劑糖蜜0. 01kg，將兩種助磨劑溶于0. 07kg水中，經(jīng)霧 化后自然沉積在粉煤灰表面，用球磨機(jī)研磨15min至比表面積為550~700m2/kg。稱取高 效分散組分lkg、增強(qiáng)組分0. 5kg，均勻溶解在1. 5kg水中，裝入霧化噴霧器中，經(jīng)霧化后自 然沉積在經(jīng)過粉磨處理的粉煤灰上，然后稱取緩凝保坍組分0. 2kg加入到表面改性后的粉 煤灰中，用混料機(jī)混合均勻。
[0023] 所述的高效分散組分為粉狀聚羧酸系高效減水劑；所述的增強(qiáng)組分為三乙醇胺的 化學(xué)純試劑；所述緩凝保坍組分為磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH為3. 5~4. 5 ; 所用粉磨設(shè)備為球磨機(jī)。
[0024] 使用時(shí)，將本發(fā)明所制備的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同時(shí)投入 混凝土拌和機(jī)中按正常的混凝土攪拌工藝攪拌即可。
[0025] 實(shí)施例3 :
[0026] 以制備100kg功能化均質(zhì)改性粉煤灰為例。稱取各原料：粉煤灰100kg，復(fù)合研磨 助劑三異丙醇胺〇. 〇4kg，復(fù)合研磨助劑糖蜜0. 02kg，將兩種助磨劑溶于0. 14kg水中，經(jīng)霧 化后自然沉積在粉煤灰表面，用球磨機(jī)研磨15min至比表面積為550~700m2/kg。稱取高 效分散組分lkg、增強(qiáng)組分0. 5kg，均勻溶解在1. 5kg水中，裝入霧化噴霧器中，經(jīng)霧化后自 然沉積在經(jīng)過粉磨處理的粉煤灰上，然后稱取緩凝保坍組分0. 2kg加入到表面改性后的粉 煤灰中，用混料機(jī)混合均勻。
[0027] 所述的高效分散組分為粉狀聚羧酸系高效減水劑；所述的增強(qiáng)組分為三乙醇胺的 化學(xué)純試劑；所述緩凝保坍組分為磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH為3. 5~4. 5 ; 所用粉磨設(shè)備為球磨機(jī)。
[0028] 使用時(shí)，將本發(fā)明所制備的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同時(shí)投入 混凝土拌和機(jī)中按正常的混凝土攪拌工藝攪拌即可。
[0029] 各實(shí)施例產(chǎn)品在混凝土中的應(yīng)用效果匯總?cè)缦卤?，混凝土的配合比為（kg/m3):空 白樣：P.042. 5水泥260 ;未經(jīng)功能化均質(zhì)改性粉煤灰80沖砂785 ;碎石1080 ;減水劑6. 8 ; 水165。實(shí)施例1~3:P*042. 5水泥260 ;功能化均質(zhì)改性粉煤灰80 ;中砂785 ;碎石1080 ; 減水劑6. 8 ;水165。
[0030] 表1實(shí)施例產(chǎn)品性能
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，包括有以下步驟： 1) 將復(fù)合研磨助劑經(jīng)霧化后自然沉積在粉煤灰表面，混合均勻后研磨，控制粉煤灰研 磨后比表面積為550~700m2/kg ; 2) 將經(jīng)霧化后的表面改性劑自然沉積在研磨后的粉煤灰表面，加入量為粉煤灰質(zhì)量 的1 %~3 %，所述表面改性劑由下列組分按重量百分比配制而成：水50 %，高效分散組分 30%~40%，增強(qiáng)組分10%~20% ; 3) 將緩凝保坍組分與粉煤灰混合即得改性粉煤灰。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的復(fù)合 研磨助劑由下列組分按重量百分比配制而成：三異丙醇胺15 %~20 %，糖蜜5 %~15 %，水 70 %~80 %，其加入量為粉煤灰質(zhì)量的0. 05 %~0. 2 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的高效 分散組分為粉末狀聚羧酸減水劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的增強(qiáng) 組分為三乙醇胺，化學(xué)純試劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的緩凝 保坍組分為磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH為3. 5~4. 5,加入量為粉煤灰質(zhì)量的 0? 2 ~0? 5%〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣相沉積法均質(zhì)改性粉煤灰的方法，包括有以下步驟：1)將復(fù)合研磨助劑經(jīng)霧化后自然沉積在粉煤灰表面，混合均勻后研磨；2)將經(jīng)霧化后的表面改性劑自然沉積在研磨后的粉煤灰表面；3)將緩凝保坍組分與粉煤灰混合即得改性粉煤灰。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)提升粉煤灰的研磨效率；(2)采用表面改性劑高效分散組分，避免了粉煤灰由于機(jī)械活化而引起的需水量增大問題，改善混凝土的工作性；(3)采用表面改性劑增強(qiáng)組分，提高粉煤灰早期強(qiáng)度；(4)保證粉煤灰性能的穩(wěn)定性。(5)工業(yè)固體廢棄物磷石膏作為緩凝保坍組分，加入到粉煤灰中，可以大幅度減少混凝土的經(jīng)時(shí)損失。
【IPC分類】C04B20/02, C04B18/08
【公開號(hào)】CN105110672
【申請?zhí)枴緾N201510462763
【發(fā)明人】馬保國, 張昺榴, 陳方頡, 譚洪波
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月31日