一种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法
【专利摘要】一种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法，其一为在风化凝灰岩粉中掺加含碱量为干燥凝灰岩的0～8.6%的碳酸钠或氢氧化钠，以研磨的方式混匀后在300～750℃煅烧2～3小时。其二为在风化凝灰岩中加入0.5～3%的纯碱，加水液化后强制分散20～60分钟，继续加水稀释并充分静置后弃置浮浆，如此重复加水多次水洗，至浮浆澄清后将沉淀去水烘干。本方法过程简单，成本低廉，所得混合材料活性高，用来制备水泥有利于节能降耗。
【专利说明】—种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料领域，特别是一种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]凝灰岩是主要由火山岩喷发后的火山灰迁移堆积形成的岩石，其主要化学组成为以氧化硅和氧化铝为主，其次还含有碱金属氧化物及少量铁的氧化物；共化学组成除可能的岩屑和晶屑外，通常还含有玻屑。凝灰岩中的玻屑即通常所说的火山玻璃，是凝灰岩具有火山灰活性的主要原因。因此，凝灰岩作为一种具有火山灰活性的原料，最常应用在水泥混凝土领域(CN102007085A),也可直接用作建筑材料(CN1087071A)。但经风化淋滤的凝灰岩常含蒙脱石高岭石等复杂粘土矿物，且往往呈松散的浅色微细粉末状产出。其中的粘土矿物很难从火山灰性物质中分离出来，故难以直接利用。
【发明内容】
[0003]本发明所述的用于水泥中的火山灰质混合材料，指由GB/T 2847-2005 (用于水泥的火山灰质混合材料)所定义的具有火山灰性的天然的或人工的矿物质材料。
[0004]本发明的目的在于提供一种利用风化凝灰岩制备用于水泥中的火山灰质混合材料的方法，可以依据原料的特性，低成本地处理风化凝灰岩原料，用作制备水泥的活性混合材料。
[0005]本发明的实施方案为，一种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法，包括对风化凝灰岩进行干法和湿法处理两种方法，均能独立得到本发明所述的火山灰质混合材料。
[0006]所述的干法包括以下步骤:
(I)在风化的凝灰岩中掺加碳酸钠或氢氧化钠，一起以任意方式研磨至用200目标准过筛时，筛上物的质量少于10%，其中碳酸钠或氢氧化钠的掺入量按照所含Na20的质量计算，为干燥凝灰岩的O~8.6%的。
[0007](2)磨细的烧后土粉体在300~750°C范围内煅烧2~3小时。
[0008]本方法对原料加碱煅烧具有方法简便，工艺参数可调范围大，易于操作，适应性强等特点。可根据具体原料及设备条件灵活调整预处理工艺。其煅烧温度低且煅烧温度和加碱量均可调范围广:既可低温至300度烧成，也可低碱及无碱烧成，因此既可选择不加碱的低成本方法，也可选择低温煅烧的低设备投入方法。
`[0009]所述的湿法包括以下步骤:
(I)在风化凝灰岩中加入占凝灰岩质量0.5~3%的纯碱，然后加水，通过高速剪切打浆或湿式球磨20~60分钟，使浆体中的大多数颗粒过200目湿筛，其中加水量为满足浆体流动性所需的最少水量。根据需要还可在打浆或湿磨前加入适量分散剂或助磨剂。
[0010](2)首先根据实验确定的首次加水量在沉淀池内稀释浓浆，将浆体搅拌均匀后静置，每静置> t的时间移除深度I2以上的浆体，然后向容器中补充与移除浆液等体积的水，重复上述静置、移浆和补水操作对凝灰岩进行多次冲洗，当最后一次移出的上部浆体达到澄清后，不再补水。
[0011](3)下部沉淀通过过滤除水并干燥后即得到火山灰质混合材料粉体。
[0012]步骤(2)中，确定首次加水量的试验方法是:将加任意水稀释后的均匀浆体样在平底柱状玻璃容器内静置，若可观察到容器下部有与上部悬浊液分界明显的沉淀层，表明加水量达到要求，否则，需要继续加水稀释并按同样方法确定加水量适当与否。
[0013]步骤(2)中，所述时间t和深度I2由以下方法确定:对首次稀释后的均匀浆体取样至平底柱状玻璃容器内充分静置至沉淀层深度稳定不变，记录沉淀层深度I1、浆体总深度1，设沉淀池中浆体总深度为L，则I2与t由下面的两个公式分别决定:
【权利要求】
1.一种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在风化凝灰岩中掺加碳酸钠或氢氧化钠，一起以任意方式研磨至用200目标准过筛时，筛上物的质量少于10%，其中碳酸钠或氢氧化钠的掺入量按照所含Na20的质量计算，为干燥凝灰岩的O~8.6% ； (2)磨细的烧后土粉体在300~750°C范围内煅烧2~3小时。
2.一种用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在风化凝灰岩中加入占凝灰岩质量0.5~3%的纯碱，然后加水，通过高速剪切打浆或湿式球磨20~60分钟，使浆体中的大多数颗粒过200目湿筛，弃置筛上物，其中加水量为满足浆体流动性所需的最少水量； (2)首先根据实验确定的首次加水量在沉淀池内稀释浓浆，将浆体搅拌均匀后静置，每静置> t的时间移出深度I2以上的浆体，然后向容器中补充与移除浆液等体积的水，重复上述静置、移浆和补水操作对凝灰岩进行多次冲洗，当最后一次移出的上部浆体达到澄清后，不再补水； (3)步聚(2)所得下部沉淀通过过滤除水后干燥即可。
3.根据权利要求2所述的用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，确定首次加水量的试验方法是:将加任意水稀释后的均匀浆体样在平底柱状玻璃容器内静置，若可观察到容器下部有与上部悬浊液分界明显的沉淀层，表明加水量达到要求，否则，需要继续加水稀释并按同样方法确定加水量适当与否。
4.根据权利要求2所述的用于水泥中的火山灰质混合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述时间t和深度I2由以下方法确定:对首次稀释后的均匀浆体取样至平底柱状玻璃容器内充分静置至沉淀层深度稳定不变，记录沉淀层深度I1、浆体总深度1，设沉淀池中浆体总深度为L，则I2与t由下面的两个公式分别决定:
【文档编号】C04B7/12GK103755167SQ201410020717
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】彭美勋, 叶真男, 邹高增 申请人:湖南科技大学