专利名称：锰铁矿渣混凝土掺合料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土掺合料及其生产方法，特别是以大量废弃锰铁矿渣 细粉为主要原料的混凝土掺合料及其生产方法。
技术背景一直以来，超细微粉由于其高表面积、小粒径等突出特点广泛应用于食品 工业、精细化工、商品混凝土、陶瓷等行业中。而在建筑行业，随着高层、大 跨、薄壁建筑结构的出现，对良好工作性、高强度、高耐久性的混凝土的需求 日益增长，高性能混凝土成为科技工作者竟相研究的课题。近年来，高性能混 凝土的研究重点集中在混凝土结构设计、低水灰比、活性矿物细掺料以及高效 外加剂的使用等几个方面。因此，利用工业废渣或者天然矿物制备混凝土细掺 料是实现配置高性能混凝土的有效手段之一。目前，全国钢铁冶金、能源、有色、矿山等行业每年产生的矿渣、钢渣、粉煤灰、煤研石、赤泥、尾矿等固体工业废渣共计18亿吨，但是综合利用率仅 为55.7%，大量的固体工业废物仍然未能得到有效利用。因此，如何实现固体废 弃物的无害化、减量化和资源化，已成为发展经济和保护环境的关键。目前混 凝土中最常用的细掺料有磨细矿渣、粉煤灰、硅灰等。锰铁矿渣是一类特殊的矿渣，它是锰铁合金在高温冶炼过程中由所排放的 熔渣经水急冷而成的粒状颗粒，因锰含量较高又称锰渣。锰铁矿渣经过水淬急 冷后具备一定地水硬性和火山灰性，是一种潜在活性较高的材料，与矿渣、粉 煤灰等工业废渣一样，具有应用开发的价值。目前在我国锰铁矿渣尚未得到充 分的开发利用，除30%用于水泥混合材和回炉冶炼外，其他70%作堆填处理， 年净排放量达1200万吨。用于水泥混合材的锰渣单独粉磨细度都在350 m2/kg 左右，而且都是以复合形式填加，相关研究也只停留在胶砂研究阶段，目前还 没有将锰渣制备成混凝土细掺料用于混凝土的相关研究报道。 发明内容本发明的目的就是提供一种以锰铁矿渣为主要原料的混凝土掺合料，该掺 合料能够大量利用工业生产中废弃的锰铁矿渣。并能在适当地外加剂作用下， 通过与其他沙石料配合，制备得到满足相应标准要求的混凝土。本发明涉及的锰铁矿渣混凝土掺合料其组分重量百分比为锰铁矿渣 95%~ 100%、活性激发剂0%~5%,活性激发剂为天然石膏、芒硝和明讽中的 一种；其中，锰铁矿渣微粉的比表面积400 600 mVKg。本发明涉及的锰铁矿渣混凝土掺合料的生产方法具体步骤如下(1 )将重量百分比为95%~ 100%废弃锰铁矿渣烘干至含水率小于1%;(2)加入锰铁矿渣重量的0.05~0.5%的助磨剂，混合均匀，放入球磨机中粉 磨至比表面积400 600mVKg;助磨剂为三乙醇胺、硬脂酸盐类和醇类中的一种；(3 )再加入重量百分比为O - 5%活性激发剂，混合均匀即得锰铁矿渣混凝土 掺合料；活性激发剂为天然石膏、芒硝和明矾中的一种。加入助磨剂是为了提高锰铁矿渣的粉磨效率，提高其细度及颗粒级配。从 表l中可以看出，达到相当的细度情况下，加入助磨剂的锰铁矿渣微粉比未加 入助磨剂的锰铁矿渣微粉的粉磨时间提前10 ~ 15分钟左右，大大提高了效率。 从表2中可以看出，加入助磨剂后的锰铁矿漆微粉的颗粒级配大大得到改善， 起主要水化作用的粒度群(<45|um)含量加大。表1锰铁矿渣使用助磨剂前后细度情况对比粉磨时间(min)10152025303540比表面积(ni2/Kg)未加助磨剂334362410422458486501加助磨剂365415478516546592624筛余(80Mffl) (%)未加助磨剂6.15,22.22.11.91.51.3加助磨剂4.13.22,01.81.51.71.7表2锰铁矿渣使用助磨;刊前后粒度分析对比条件〈9聊m<19.5nm<28.6nm<41.8nm<61.3nm加助磨剂(％)23.648.663.8肌694.7未加助磨剂(％)14.728.241.364.285.3本发明的有益效果是(1)能够大量利用锰铁矿渣制备混凝土掺合料，掺入量在10~40%,改善环境，减少污染，节约能源(2) 配置的混凝土强度完全符合国家标准，强度满足C20-C60各等级要 求，而且其抗^曼蚀性，抗冻性，收缩性等耐久性能均良好，符合高性能混凝土 的要求。(3) 制备技术简单，成本低，同时也降低了混凝土生产成本。
具体实施方式
实施例1:锰铁矿渣掺合料原料组分的重量百分比为锰铁矿渣100%。(1) 将重量百分比为100%废弃锰铁矿渣烘干至含水率小于1%。(2) 加入锰铁矿渣重量的0.05 ~ 0.5%的助磨剂即三乙醇胺，混合均匀，放入 球磨机中粉磨至比表面积5OOm' /Kg，即得锰铁矿渣掺合料。按每立方米混凝土计，水泥300Kg，锰4失矿渣掺合料33Kg,水灰比0.54, 砂率0.46,高效减水剂FDN-9000 3.33Kg所配置的混凝土 7天抗压强度20.7MPa, 28天抗压强度29.9MPa。实施例2:锰铁矿渣掺合料原料组分的重量百分比为锰铁矿渣98%、天然石膏2%。(1) 将重量百分比为98%废弃锰铁矿渣烘干至含水率小于1%。(2) 加入锰铁矿渣重量的0.2%的助磨剂即碳酸钠和硅酸钠，混合均匀，放入 球磨机中粉磨至比表面积400m2 /Kg 。(3) 再加入重量百分比为2%的活性激发剂即天然石膏，混合均勻，即得锰铁 矿渣掺合料。按每立方米混凝土计，水泥238Kg，锰铁矿渣掺合料102Kg,水灰比0.54，砂率0.45 ，高效减水剂FDN-9000 3.4Kg所配置的混凝土 7天抗压强度18.2MPa， 28天抗压强度26.4MPa。 以上两例塌落度都在160mm左右，工作性好。通过配比可看出，锰铁矿渣掺合料掺量在10 ~ 30%时所制备的混凝土抗压强度完全满足C20的强度要求。实施例3:锰铁矿渣掺合料原料组分的重量百分比为锰铁矿渣98%、天然石膏2%。(1) 将重量百分比为98%废弃锰铁矿渣烘干至含水率小于1%。(2) 加入锰铁矿渣重量的0.3%的助磨剂即三乙醇胺和硅酸钠，混合均匀，放 入球磨机中粉磨至比表面积600m2 /Kg。(3) 再加入重量百分比为2%的活性激发剂即天然石膏；混合均匀，即得锰铁 矿渣掺合料。按每立方米混凝土计，水泥520Kg，锰4失矿渣掺合料130Kg,水灰比0.28， 砂率0.34，高效减水剂FDN-9000 6.5Kg所配置的混凝土 7天抗压强度58MPa, 28天抗压强度65.7MPa。 此例说明利用锰铁矿渣掺合料制备的混凝土可满足C60的强度要求。
权利要求
1.一种锰铁矿渣混凝土掺合料，其特征在于锰铁矿渣混凝土掺合料组分重量百分比为锰铁矿渣95％～100％、活性激发剂0％～5％，活性激发剂为天然石膏、芒硝和明矾中的一种；锰铁矿渣的比表面积400～600m2/Kg。
2. —种权利要求1所述锰铁矿渣混凝土掺合料的生产方法，其特征在于步 骤为(1) 将重量百分比为95% ~ 100%废弃锰铁矿渣烘干至含水率小于1%;(2) 加入锰铁矿渣重量的O. 05-0. 5%的助磨剂，混合均匀，放入球磨机中 粉磨至比表面积400 600nf/Kg;助磨剂为三乙醇胺、硬脂酸盐类和醇类中的一 种；(3) 再加入重量百分比为0~5%的活性激发剂，混合均匀；活性激发剂为天 然石膏、芒硝和明夙中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种锰铁矿渣混凝土掺合料及其生产方法。锰铁矿渣混凝土掺合料组分重量百分比为锰铁矿渣95％～100％、活性激发剂0％～5％，活性激发剂为天然石膏、芒硝和明矾中的一种。步骤为(1)将废弃锰铁矿渣烘干至含水率小于1％。(2)加入助磨剂，混合均匀，放入球磨机中粉磨至比表面积400～600m<sup>2</sup>/Kg；(3)加入活性激发剂，混合均匀。根据所要求的混凝土的强度，锰铁矿渣微粉掺合料掺入量为10％～40％，按照国家标准制成的混凝土可满足C20～C60强度等级要求。这种混凝土不仅使用效果好，而且大量使用工业废料，节约能源，可广泛应用于民用建筑、公路、桥梁中去。
文档编号C04B28/04GK101215137SQ20081000246
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月1日 优先权日2008年1月1日
发明者刘荣进, 安庆锋, 李海东, 漠 汪, 王一靓, 贾韶辉, 平 陈, 帅 马 申请人:桂林工学院