混凝土用复合矿物掺合料的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及复合矿物掺合料技术领域，特别涉及一种制作成本低，采用粉煤灰、石 灰石粉（采矿碎肩）、较低品质硅灰等废旧资源生产的混凝土用复合矿物掺合料，本发明提 供的混凝土用复合矿物掺合料能够增强混凝土耐久性及抗裂性。
【背景技术】：
[0002] 水泥是我国基础性原材料工业的支柱之一，水泥被用于混凝土中，钢筋、混凝土 是我国建筑结构的主要形式，我国混凝土用量约占世界总量的60%，水泥的大量生产过程 中会排出大量的二氧化碳，造成环境的污染，且水泥的大量生产需要消耗大量的煤、水、电 力及矿山资源等，造成资源短缺，导致混凝土产业无法进行可持续的发展，且我国主要的能 源基地在支撑全国经济快速发展的同时，产生了大量的工业粉煤灰和采矿碎肩、硅灰等固 体废弃物，造成环境污染及资源闲置。
【发明内容】
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[0003] 有鉴于此，有必要提供一种混凝土用复合矿物掺合料，该混凝土用复合矿物掺合 料在混凝土中的应用减少了水泥的用量，且提高了混凝土的耐久性和抗裂性。
[0004] 一种混凝土用复合矿物掺合料，包含水泥熟料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰，水 泥熟料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰分别占混凝土用复合矿物掺合料总重的重量百分比 为：水泥熟料为15% - 20%，矿粉为30% - 40%，硅灰为8% -15%，石灰石粉为20% - 30 %，粉煤灰为15 % - 25 %，其中，石灰石粉采用采矿碎肩加工而成。
[0005] 优选的，硅灰为含SiO2^ 82%的较低品质硅灰，矿粉由粒化高炉矿渣研磨而成。 [0006] 优选的，混凝土用复合矿物掺合料是将水泥熟料、矿粉、硅灰、石灰石粉和粉煤灰， 通过破碎、磨粉、混合而成。
[0007] 优选的，混凝土用复合矿物掺合料较佳的原料重量百分比为：水泥熟料占掺合料 总重的20% ;矿粉占掺合料总重的35% ;硅灰占掺合料总重的8% ;石灰石粉占掺合料总重 的25% ;粉煤灰占掺合料总重的20%。
[0008] 优选的，混凝土用复合矿物掺合料破碎、粉磨、混合后包含以下化学成分及化学成 分的重量份：
[0009] SiO2 54. 21 份 AI2O3 3. 99 份 Fe2O3 3. 06 份 CaO 33. 40 份 MgO 1.66 份 SOj 2. 23 份 K2O 1.24 份 Na2O 0. 31 份 酸不溶物 44. 15份。
[0010] 优选的，混凝土用复合矿物掺合料采用物理活化技术进行破碎、粉磨、混合生产而 成。
[0011] 优选的，混凝土用复合矿物掺合料的比表面积大于等于450m2/kg，流动度比大于 等于95 %，烧失量小于等于8. 0%，7天活性指数大于等于55%，28天活性指数大于等于 80%〇
[0012] 优选的，混凝土用复合矿物掺合料的掺量占混凝土用总胶凝材料的40%以下。
[0013] 本发明可以在低水胶比的前提下，以20% -40%的比例掺入胶凝材料，所以经济 效益非常显著，同时实现高性能混凝土，高强度混凝土的生产需求，经济效益和社会效益也 很高；本发明的应用降低了水泥用量，可减少因生产水泥而造成砂、石材料与水、电和煤等 能源的消耗，同时降低因生产水泥而造成的二氧化碳总量的排放；混凝土用复合矿物掺合 料在混凝土中的大量应用，可提高混凝土的耐久性和寿命，从30-50年提高到70-100年；本 发明的应用减少了混凝土裂缝，提高了混凝土抗侵蚀能力，增强混凝土耐久性，并减少了混 凝土修复费用，提高了工程利用功能。
【具体实施方式】：
[0014] 混凝土用复合矿物掺合料包含水泥熟料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰，水泥熟 料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰分别占混凝土用复合矿物掺合料总重的重量百分比为： 水泥熟料为15 % - 20 %，矿粉为30 % - 40 %，硅灰为8 % -15 %，石灰石粉为20 % - 30 %， 粉煤灰为15% - 25%，其中，石灰石粉采用采矿碎肩加工而成。
[0015] 在本实施方式中，硅灰为含SiO2S 82%的较低品质硅灰，矿粉由粒化高炉矿渣研 磨而成。混凝土用复合矿物掺合料是将水泥熟料、矿粉、硅灰、石灰石粉和粉煤灰，通过破 碎、磨粉、混合而成。
[0016] 混凝土用复合矿物掺合料较佳的原料重量百分比为：水泥熟料占掺合料总重的 20%;矿粉占掺合料总重的35%;硅灰占掺合料总重的8%;石灰石粉占掺合料总重的25%; 粉煤灰占掺合料总重的20%。
[0017] 混凝土用复合矿物掺合料破碎、粉磨、混合后包含以下化学成分及化学成分的重 量份：
[0018] SiO2 54 21 份 AI2O3 3. 99 份 Fe2O3 3_ 06 份 CaO 33. 40 份 MgO 1 · 66 份 SO3 2. 23 份 K2O 1.24 份 Na2O 0. 31 份 酸不溶物 44. 15份。
[0019] 混凝土用复合矿物掺合料采用物理活化技术进行破碎、粉磨、混合生产而成。
[0020] 混凝土用复合矿物掺合料的比表面积大于等于450m2/kg，流动度比大于等于 95 %，烧失量小于等于8. 0 %，7天活性指数大于等于55 %，28天活性指数大于等于80 %。 混凝土用复合矿物掺合料的掺量占混凝土用总胶凝材料的40%以下。
[0021] 本发明依据宁夏银川地区工业废弃资源的情况和新型掺合料的新理念和新成果， 同时为了达到经济节约的目的尝试使用成本较低的粉煤灰、石灰石碎肩（采矿碎肩）、低品 质硅灰等来替代成本较高磨细矿粉和硅灰，确定由石灰石碎肩、粉煤灰、矿渣、低品质硅灰、 少量水泥熟料组成新型混凝土用复合矿物掺合料。
[0022] 本发明提供的混凝土用复合矿物掺合料掺量在胶凝材料40%以内，所配制的混凝 土拌合物不离析、不泌水、保水性和粘聚性好、坍落度损失小；且对混凝土强度影响不大，可 以满足混凝土强度等级的要求。
[0023] 对掺入混凝土用复合矿物掺合料的混凝土耐久性能进行研宄，分别测定了不同掺 量和配合比下混凝土的抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、抗钢筋锈蚀性能和抗硫酸侵蚀性 能。结果表明：本发明掺量占总胶凝材料的40%以下，水胶比低于0.43的混凝土 28d碳化 深度小于3. 0mm，氯离子渗透系数平均为500 X l(T14m2/S且抗硫酸盐侵蚀性能好；盐雾养护 条件下，钢筋锈蚀率较小。
[0024] 使用平板开裂试验研宄新型复合矿物掺合料掺量对混凝土早期开裂性能影响，平 板抗裂性能达到I级。
[0025] 本发明可以在低水胶比的前提下，以20% -40%的比例掺入胶凝材料，所以经济 效益非常显著，同时实现高性能混凝土，高强度混凝土的生产需求，经济效益和社会效益也 很高；本发明的应用降低了水泥用量，可减少因生产水泥而造成砂、石材料与水、电和煤等 能源的消耗，同时降低因生产水泥而造成的二氧化碳总量的排放；混凝土用复合矿物掺合 料在混凝土中的大量应用，可提高混凝土的耐久性和寿命，从30-50年提高到70-100年；本 发明的应用减少了混凝土裂缝，提高了混凝土抗侵蚀能力，增强混凝土耐久性，并减少了混 凝土修复费用，提高了工程利用功能。
【主权项】
1. 一种混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺合料包含水泥熟 料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰，水泥熟料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰分别占混凝土 用复合矿物掺合料总重的重量百分比为：水泥熟料为15% - 20%，矿粉为30% - 40%，硅 灰为8 % - 15 %，石灰石粉为20 % - 30 %，粉煤灰为15 % - 25 %，其中，石灰石粉采用采矿 碎肩加工而成。2. 如权利要求1所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：硅灰为含Si023 82% 的低品质硅灰，矿粉由粒化高炉矿渣研磨而成。3. 如权利要求1所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺 合料是将水泥熟料、矿粉、硅灰、石灰石粉和粉煤灰，通过破碎、粉磨、混合而成。4. 如权利要求1所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺 合料较佳的原料重量百分比为：水泥熟料占掺合料总重的15%;矿粉占掺合料总重的35%; 硅灰占掺合料总重的10% ;石灰石粉占掺合料总重的20% ;粉煤灰占掺合料总重的20%。5. 如权利要求3所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺 合料通过破碎、粉磨、混合制备而成后包含以下化学成分及化学成分的重量份：6. 如权利要求3所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺 合料采用物理活化技术进行破碎、粉磨、混合生产而成。7. 如权利要求1所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺 合料的比表面积大于等于450m2/kg，流动度比大于等于95%，烧失量小于等于8. 0%，7天 活性指数大于等于55%，28天活性指数大于等于80%。8. 如权利要求1所述的混凝土用复合矿物掺合料，其特征在于：混凝土用复合矿物掺 合料的掺量占混凝土用总胶凝材料的40 %以下。
【专利摘要】一种混凝土用复合矿物掺合料，包含水泥熟料、石灰石粉、粉煤灰、矿粉和硅灰，其重量百分比为：水泥熟料占15％-20％；矿粉占30％-40％；硅灰占8％-15％；石灰石粉占20％-30％；粉煤灰占15％-25％。其中，石灰石粉采用采矿碎屑加工而成。本发明以20％-40％的比例掺入胶凝材料，所以经济效益非常显著，同时实现高性能混凝土，高强度混凝土的生产需求，经济效益和社会效益也很高；本发明的使用不仅减少了水泥的用量，还大量利用了矿粉、石灰石粉、粉煤灰、较低品质硅灰等工业废弃物，减少了资源的浪费，推进了混凝土产业的可持续发展。
【IPC分类】C04B28/02, C04B14/28, C04B18/08, C04B18/14
【公开号】CN104909638
【申请号】CN201510317855
【发明人】孙志强, 宋少民, 刘娟红, 丁福平, 李世嵩, 王林, 卞立波, 罗凯, 刘媛
【申请人】宁夏盛远新型建材有限责任公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月11日