气相沉积法均质改性粉煤灰的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种气相沉积法均质改性粉煤灰，经改性后的粉煤灰可应用于商品混 凝土，属于建筑材料领域。
【背景技术】
[0002] 粉煤灰是火力发电厂排放的一种工业废渣，其排放量大，而且分布较广。目前，将 粉煤灰作为混凝土掺合料使用，已成为粉煤灰治理的主要途径之一。国内在粉煤灰利用方 面侧重于粉煤灰大掺量直接应用与混凝土中，而大掺量直接利用并不能充分发挥粉煤灰的 潜在水化活性，从而使得粉煤灰利用率较低，附加值较小，倘若粉煤灰掺入过多或者使用不 当，还会使混凝土产生其他弊病。目前存在的粉煤灰的活化改性技术主要分为机械活化和 碱性物质改性：简单的机械粉磨不仅能耗大，而且活性后性能提升有限；碱性物质改性会 导致混凝土中碱含量较高，使得混凝土耐久性能下降。
[0003] 将粉煤灰粉磨可以改变粉煤灰颗粒表面状态，并且增加粉煤灰的总反应面积，减 小粉煤灰颗粒粒径，以达到机械活化的目的。然而由于粉煤灰比表面积的增大，使得粉煤灰 吸附水量增加，增大粉煤灰的需水量，同时粉煤灰表面状态及形貌的变化，使得粉煤灰的滚 珠效应减弱，多种因素同时作用将会导致粉煤灰掺入到混凝土中时，不能很好的改善混凝 土的工作性能。碱性物质改性，可以激发粉煤灰活性，使得混凝土的早期强度得以提升，然 而碱性物质的引入会导致混凝土的发生碱集料反应，引起混凝土开裂，混凝土碱含量较高 还会产生泛霜现象，并且容易发生软水侵蚀和化学侵蚀，从而导致混凝土的耐久性能下降。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，通过功能化均质改 性粉煤灰，使粉煤灰可替代矿粉应用于商品混凝土中。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：气相沉积法均质改性粉煤灰的方 法，包括有以下步骤：
[0006] 1)将复合研磨助剂经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，混合均匀后研磨，控制粉煤 灰研磨后比表面积为550~700m2/kg;
[0007] 2)将经雾化后的表面改性剂自然沉积在研磨后的粉煤灰表面，加入量为粉煤灰质 量的1%~3%，所述表面改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：水50%，高效分散组 分30%~40%，增强组分10%~20% ;
[0008] 3)将缓凝保坍组分与粉煤灰混合即得改性粉煤灰。
[0009] 按上述方案，所述的复合研磨助剂由下列组分按重量百分比配制而成：三异丙 醇胺15 %~20 %，糖蜜5 %~15 %，水70 %~80 %，其加入量为粉煤灰质量的0. 05 %~ 0? 2%〇
[0010] 按上述方案，所述的高效分散组分为粉末状聚羧酸减水剂。
[0011] 按上述方案，所述的增强组分为三乙醇胺，化学纯试剂。
[0012] 按上述方案，所述的缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH为 3. 5~4. 5,加入量为粉煤灰质量的0. 2~0. 5%。
[0013] 本发明利用复合研磨助剂，通过物理与化学综合作用，提高粉煤灰机械活化的效 率，增大粉煤灰比表面积，提高粉煤灰活性。以雾化方式将表面改性剂变为气相，沉积在粉 煤灰表面上，能使粉煤灰的改性效果更均质化。表面改性剂中的高效分散组分，可以减小经 机械活化后的粉煤灰需水量，从而使得粉煤灰应用于混凝土中时，能显著改善混凝土的工 作性能，通过有机的增强组分，一方面避免了碱性物质改性引发的混凝土耐久性降低的问 题，另一方面可以提高粉煤灰的早期活性，充分发挥粉煤灰的潜在活性，使得功能化均质改 性后的粉煤灰应用于商品混凝土中，使得混凝土具有一定的早期强度和良好的耐久性能。
[0014] 使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量掺入混凝土中，和水泥、集料同时投入 混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0015] 本发明的优点在于：（1)采用复合研磨助剂，提升粉煤灰的研磨效率，同时该复合 研磨助剂在水泥混凝土中应用时，具有一定能够的早强功能；（2)采用表面改性剂高效分 散组分，避免了粉煤灰由于机械活化而引起的需水量增大问题，改善混凝土的工作性；(3) 采用表面改性剂增强组分，提高粉煤灰早期强度，避免了由于粉煤灰掺入而引发的早期强 度降低的问题；(4)采用雾化方式处理复合研磨助剂与表面改性剂，使得复合研磨助剂在 粉磨过程中与粉煤灰作用更充分，同时使得表面改性剂更均质的吸附在粉煤灰颗粒表面， 从而保证粉煤灰性能的稳定性。（5)工业固体废弃物磷石膏作为缓凝保坍组分，加入到粉煤 灰中，可以大幅度减少混凝土的经时损失，保证混凝土的工作性能。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合具体实例对本发明做进一步说明。
[0017] 实施例1 :
[0018] 以制备100kg功能化均质改性粉煤灰为例。称取各原料：粉煤灰100kg，复合研磨 助剂三异丙醇胺〇. 〇2kg，复合研磨助剂糖蜜0. 01kg，将两种助磨剂溶于0. 07kg水中，经雾 化后自然沉积在粉煤灰表面，用球磨机研磨15min至比表面积为550~700m2/kg。称取高 效分散组分0. 75kg、增强组分0. 25kg，均匀溶解在lkg水中，装入雾化喷雾器中，经雾化后 自然沉积在经过粉磨处理的粉煤灰上，然后称取缓凝保坍组分0. 2kg加入到表面改性后的 粉煤灰中，用混料机混合均匀。
[0019] 所述的高效分散组分为粉状聚羧酸系高效减水剂；所述的增强组分为三乙醇胺的 化学纯试剂；所述缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH为3. 5~4. 5 ; 所用粉磨设备为球磨机。
[0020] 使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同时投入 混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0021] 实施例2:
[0022] 以制备100kg功能化均质改性粉煤灰为例。称取各原料：粉煤灰100kg，复合研磨 助剂三异丙醇胺〇. 〇2kg，复合研磨助剂糖蜜0. 01kg，将两种助磨剂溶于0. 07kg水中，经雾 化后自然沉积在粉煤灰表面，用球磨机研磨15min至比表面积为550~700m2/kg。称取高 效分散组分lkg、增强组分0. 5kg，均匀溶解在1. 5kg水中，装入雾化喷雾器中，经雾化后自 然沉积在经过粉磨处理的粉煤灰上，然后称取缓凝保坍组分0. 2kg加入到表面改性后的粉 煤灰中，用混料机混合均匀。
[0023] 所述的高效分散组分为粉状聚羧酸系高效减水剂；所述的增强组分为三乙醇胺的 化学纯试剂；所述缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH为3. 5~4. 5 ; 所用粉磨设备为球磨机。
[0024] 使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同时投入 混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0025] 实施例3 :
[0026] 以制备100kg功能化均质改性粉煤灰为例。称取各原料：粉煤灰100kg，复合研磨 助剂三异丙醇胺〇. 〇4kg，复合研磨助剂糖蜜0. 02kg，将两种助磨剂溶于0. 14kg水中，经雾 化后自然沉积在粉煤灰表面，用球磨机研磨15min至比表面积为550~700m2/kg。称取高 效分散组分lkg、增强组分0. 5kg，均匀溶解在1. 5kg水中，装入雾化喷雾器中，经雾化后自 然沉积在经过粉磨处理的粉煤灰上，然后称取缓凝保坍组分0. 2kg加入到表面改性后的粉 煤灰中，用混料机混合均匀。
[0027] 所述的高效分散组分为粉状聚羧酸系高效减水剂；所述的增强组分为三乙醇胺的 化学纯试剂；所述缓凝保坍组分为磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH为3. 5~4. 5 ; 所用粉磨设备为球磨机。
[0028] 使用时，将本发明所制备的粉煤灰按一定量加入混凝土中，和水泥、集料同时投入 混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0029] 各实施例产品在混凝土中的应用效果汇总如下表，混凝土的配合比为（kg/m3):空 白样：P.042. 5水泥260 ;未经功能化均质改性粉煤灰80冲砂785 ;碎石1080 ;减水剂6. 8 ; 水165。实施例1~3:P*042. 5水泥260 ;功能化均质改性粉煤灰80 ;中砂785 ;碎石1080 ; 减水剂6. 8 ;水165。
[0030] 表1实施例产品性能
[0031]
【主权项】
1. 气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，包括有以下步骤： 1) 将复合研磨助剂经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，混合均匀后研磨，控制粉煤灰研 磨后比表面积为550~700m2/kg ; 2) 将经雾化后的表面改性剂自然沉积在研磨后的粉煤灰表面，加入量为粉煤灰质量 的1 %~3 %，所述表面改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：水50 %，高效分散组分 30%~40%，增强组分10%~20% ; 3) 将缓凝保坍组分与粉煤灰混合即得改性粉煤灰。2. 根据权利要求1所述的气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的复合 研磨助剂由下列组分按重量百分比配制而成：三异丙醇胺15 %~20 %，糖蜜5 %~15 %，水 70 %~80 %，其加入量为粉煤灰质量的0. 05 %~0. 2 %。3. 根据权利要求1所述的气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的高效 分散组分为粉末状聚羧酸减水剂。4. 根据权利要求1所述的气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的增强 组分为三乙醇胺，化学纯试剂。5. 根据权利要求1所述的气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，其特征在于所述的缓凝 保坍组分为磷石膏，其含水率20wt. %~25wt. %，pH为3. 5~4. 5,加入量为粉煤灰质量的 0? 2 ~0? 5%〇
【专利摘要】本发明涉及一种气相沉积法均质改性粉煤灰的方法，包括有以下步骤：1)将复合研磨助剂经雾化后自然沉积在粉煤灰表面，混合均匀后研磨；2)将经雾化后的表面改性剂自然沉积在研磨后的粉煤灰表面；3)将缓凝保坍组分与粉煤灰混合即得改性粉煤灰。本发明的优点在于：(1)提升粉煤灰的研磨效率；(2)采用表面改性剂高效分散组分，避免了粉煤灰由于机械活化而引起的需水量增大问题，改善混凝土的工作性；(3)采用表面改性剂增强组分，提高粉煤灰早期强度；(4)保证粉煤灰性能的稳定性。(5)工业固体废弃物磷石膏作为缓凝保坍组分，加入到粉煤灰中，可以大幅度减少混凝土的经时损失。
【IPC分类】C04B20/02, C04B18/08
【公开号】CN105110672
【申请号】CN201510462763
【发明人】马保国, 张昺榴, 陈方颉, 谭洪波
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月31日