一种煤灰、矿渣分选处理方法以及超细掺合料与流程

本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种煤灰、矿渣分选处理方法以及超细掺合料。
背景技术：
：粉煤灰混凝土具有低水化热、抗裂性好、易加工、成本费用低等特点，但其化学活性不高，尤其是早期化学活性相对较低；矿渣微粉化学活性较强，特别是早期化学活性强，其水化热相对高于粉煤灰，与减水剂适应性好，但磨细加工较难，成本费用偏高，干缩大，干燥易开裂的。因此现有的在混凝土原料中掺杂超细掺合料(粉煤灰、矿渣微粉)，最终的混凝土的强度不高、耐久性不好，且在生产超细掺合料时耗能较大、产品单一化。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种煤灰、矿渣分选处理方法以及超细掺合料，其旨在改善现有的超细掺合料掺杂的混凝土强度不高、耐久性不好，且在生产超细掺合料时耗能较大、产品单一化的问题。本发明提供一种技术方案：一种煤灰、矿渣分选处理方法，其包括对原料的粒型、单位质量的原料中第一活性物质的质量以及第二活性物质的质量进行检测。获得原料的粒型和原料的质量系数组成的组合参数，通过组合参数与预设组合参数的比较结果进行分级；质量系数为第一活性物质与第二活性物质的质量比；第一活性物质包括cao、mgo和al2o3，第二活性物质包括sio2、mno和tio2。粒型包括圆形玻璃体和多孔玻璃体；原料为煤灰或者矿渣。本发明还提供一种超细掺合料，由上述的煤灰、矿渣分选处理方法分选而得的至少一类物料。本发明实施例提供的一种煤灰、矿渣分选处理方法以及超细掺合料的有益效果是：根据质量系数以及粒型对原料进行划分得到多个等级的超细掺合料掺杂得到的高性能混凝土的抗压强度得到提高；因为sio2-al2o3活性体系的不同，对最终的混凝土的稳定性的影响大。此外，本发明的实施例对原料划分为多个等级，分别用每个等级的超细掺合料进行掺杂，减小超细掺合料在研磨过程中的能量消耗。多个等级的超细掺合料分别进行掺杂可以保障高性能混凝土的稳定性，提高建筑物的质量和使用年限。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本发明实施例提供的矿渣粉的电镜图；图2为本发明实施例提供的块状粉煤灰颗粒的电镜图；图3为本发明实施例提供的粉煤灰颗粒的电镜图；图4为本发明实施例提供的多孔的粉煤灰颗粒的电镜图；图5示出了高性能混凝土水泥石中的粉煤灰颗粒形态；图6示出了高性能混凝土水泥石中的矿渣粉颗粒形态；图7示出了高性能混凝土中矿渣微粉填充于水泥石中；图8示出了高性能混凝土水泥石中的粉煤灰填充于水泥石中；图9示出了高性能混凝土矿渣粉颗粒填充于水泥石中；图10示出了本发明提供的超细掺合料的高性能混凝土电镜图；图11为现有技术中普通混凝土的电镜图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面对本发明实施例的一种煤灰、矿渣分选处理方法以及超细掺合料进行具体说明。一种煤灰、矿渣分选处理方法，其包括对原料的粒型、单位质量的原料中第一活性物质的质量以及第二活性物质的质量进行检测。获得原料的粒型和原料的质量系数组成的组合参数，通过组合参数与预设组合参数的比较结果进行分级；质量系数为第一活性物质与第二活性物质的质量比；第一活性物质包括cao、mgo和al2o3，第二活性物质包括sio2、mno和tio2。粒型包括圆形玻璃体和多孔玻璃体；原料为煤灰或者矿渣。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第一活性物质也可只含有cao、mgo和al2o3中的一个或者两个。相应地，第二活性物质也可只含有sio2、mno和tio2中的一个或者两个。发明人发现煤灰或者矿渣中的sio2-al2o3活性体系对最终的强度影响较大，因此，以掺合料中的sio2-al2o3活性体系进行划分，然后对粒型进行品质等级划分，从而制定生产工艺。在本发明的其他实施例中，检测步骤还包括对原料的比表面积进行检测。根据质量系数以及粒型对原料进行分级；质量系数为原料中cao、mgo、al2o3的总质量与sio2、mno、tio2的总质量之比。发明人根据产品质量、能耗和生产能力考虑，发现了最佳预设组合参数(分级方案)。煤灰分的预设组合参数包括：1.2≤质量系数≤1.5，粒型为多孔玻璃体；1.2≤质量系数≤1.5，粒型为圆形玻璃体；1.5≤质量系数，粒型为多孔玻璃体；1.5≤质量系数，粒型为圆形玻璃体。进一步地，将煤灰分为四级，1.2≤质量系数≤1.5，粒型为多孔玻璃体为第一级；1.2≤质量系数≤1.5，粒型为圆形玻璃体为第二级；1.5≤质量系数，粒型为多孔玻璃体为第三级；1.5≤质量系数，粒型为圆形玻璃体为第四级。矿渣的预设组合参数包括：1.2≤质量系数≤1.5；1.5≤质量系数。在本实施例中，对于矿渣而言，预设组合中的粒型可不作为参考选择参数，在其他实施例中，也可对矿渣的粒型进行选择。进一步地，在本发明较佳的实施例中，将矿渣分为二级，1.2≤质量系数≤1.5为第一级；1.5≤质量系数为第二级。物料的质量系数、物料的细度及颗粒对最终的超细掺合料的质量、生产能力影响较大。经过发明人多次研究发现，玻璃体含量很高的物料，属硬脆性材料，易碎不易磨，且入料粒度不大，需要增大研磨时间、研磨强度。对于玻璃体含量少和钙质多孔的物料(多孔玻璃体)可以减少研磨需要的功率。发明人研究发现超细掺合料主要从两个方面提高混凝土的性能：一是通过sio2-al2o3活性体系和混凝土的水化产物进行二次反应，提高混凝土的密实度和强度；二是通过微颗粒填充作用，提高混凝土的密度和强度。超细掺合料的填充作用的主要影响因素主要是粒型和粒度分布，一般粒型圆形填充效果好，但是粒型也取决于微颗粒自身属性(sio2-al2o3活性体系)，而粒度分布可以通过改变粉磨系统的生产参数进行适当的调整。只有合适的粒度分布才能进行逐级填充，达到堆积密度最大。在本发明较佳的实施例中，上述分级步骤之后还包括将原料分离，分级之后，原料分为了上述的多个级数(四级数的煤灰、二级数的矿渣)，原料中可能还存在少量的不符合上述级数的物料，因此，需要对该物料做进一步的分离。在本发明较佳的实施例中，采用风选设备对原料进行分离。采用风选设备进行分离。在本发明较佳的实施例中，风选设备包括鼓风设备、研磨装置、分选机，鼓风设备与研磨装置连接，研磨装置与分选机连接，且研磨装置的出口与分选机连通，出口设置有仓门，仓门与研磨装置的壳体滑动连接以调节出口的大小。研磨装置包括壳体、仓门、研磨机构。原料进入研磨装置后，研磨机构对原料进行研磨，鼓风设备向研磨装置内鼓风，将研磨后的原料从出口输送至分选机。进一步地，仓门通过驱动机构与研磨装置的壳体滑动连接，在本发明的实施例中，驱动机构可以为气缸、液压缸或者电机。由于仓门与壳体滑动连接，进而调节出口的大小，当出口变小时，较大颗粒的物料就会被阻挡于研磨装置的腔体内，或者说较大颗粒物料进入分选机的概率远低于出口较大的情况。因此，出口的大小不同，风选设备分离得到的最终物料的粗细程度(粒径)不同，可以根据对最终物料粒径大小的需求调节出口的大小。此外，在本发明较佳的实施例中，圆形玻璃体与多孔玻璃体两者的密度不相同，相同粒径的原料由于其粒型不同，因此也可通过上述的风选设备将原料分为多孔玻璃体和圆形玻璃体。在本发明较佳的实施例中，分离之后还包括对原料烘干、磨细。具体地，将不符合上述级数的物料进行烘干、研磨。进一步地，烘干、磨细步骤之后还包括对磨细后的原料再次分级。具体地，再次对研磨之后的原料进行分级(四级数的煤灰、二级数的矿渣)，增加原料的利用率，使原料利用最大化的同时降低对环境的污染。本发明还提供一种超细掺合料，其由上述的煤灰、矿渣分选处理方法分选而得。对发明人就本发明做的相关实施例做进一步说明。实施例在本实施例中，发明人就乌鲁木齐周边大型火电厂和大型炼钢厂的粉煤灰和矿渣微粉的不同粒径下煤灰或者矿渣微粉的含量进行检测。以及分类。本实施例中的粉煤灰和矿渣的处理方法主要包括试验例1、试验例2和试验例3。试验例1发明人就乌鲁木齐周边大型火电厂和大型炼钢厂的粉煤灰和矿渣微粉的不同粒径下煤灰或者矿渣微粉的含量进行检测。对粉煤灰、矿渣在不同比表面积下的粒度分布进行检测、统计；以及对粉煤灰、矿渣的微粒形态进行电镜观察。当比表面积为600-1000kg/m3时，粉煤灰达到堆积密度相对最大时的粒度分布如表1。表1粉煤灰粒度分布表(比表面积为600-1000kg/m3)粒径μm含量％累计含量％粒径μm含量％累计含量％0.100164.899.630.30.530.53320.299.830.51.62.13640.1199.9416.28.331120.07100.01215.824.131600.01100.02432.556.632000100.02838.294.83---当比表面积大于1000kg/m3时，粉煤灰达到堆积密度相对最大时的粒度分布如表2。表2粉煤灰粒度分布表(比表面积为1000kg/m3以上)粒径μm含量％累计含量％粒径μm含量％累计含量％0.100163.999.740.30.940.94320.1799.910.52.93.84640.0899.9917.611.441120.01100216.828.241600.01100.01434.863.042000100.01832.895.84---矿渣微粉比表面积能达到550-750kg/m3时，达到堆积密度相对最大时的粒度分布如表3。表3矿渣微粉粒度分布表(比表面积为550-750kg/m3)矿渣微粉比表面积大于750kg/m3时，达到堆积密度相对最大时的粒度分布如表4。表4矿渣微粉粒度分布表(比表面积大于750kg/m3)粒径μm含量％累计含量％粒径μm含量％累计含量％0.100163.999.720.30.620.62320.1899.990.52.12.72640.0999.9917.09.721120.01100216.125.821600.01100.01433.259.022000100.01836.895.82---对矿渣的微粒形态进行电镜观察如图1所示，图2-图4为对粉煤灰颗粒的微粒形态的观察。从图1可以看出，矿渣微粉颗粒一般质地较为紧密的玻璃体；从图2-图4可以看出，粉煤灰有很少一部分为圆球形玻璃体占大多数的粉煤灰，大部分为多孔状混杂少量的圆球形态的结构。综合上述的检测，矿渣微粉吸水性较弱，相对磨细耗能较大，掺加到混凝土中需水性较小，强度较高，混凝土干缩性较小。而粉煤灰微粒在圆球形形态的粉煤灰需水量较小，混凝土和易性较好，强度较高，干缩性较小，多孔性粉煤灰则需水量较大，强度相对较小，干缩性较大，但保水性、粘聚性较好。在本试验例中，发明人对粉煤灰、矿渣进行分级，将煤灰分为五级，1.2≤质量系数≤1.5，粒型为多孔玻璃体，且比表面积在600-1000kg/m3之间为第一级(命名为fpk600级)。1.2≤质量系数≤1.5，粒型为圆形玻璃体，比表面积在600-1000kg/m3之间的为第二级(命名为fpy600)。1.5≤质量系数，粒型为多孔玻璃体，比表面积在600-1000kg/m3之间的为第三级(命名为fpky600级)。1.5≤质量系数，比表面积在600-1000kg/m3之间的粒型为圆形玻璃体为第四级(命名为fpyy600级)。1.5≤在质量系数,比表面积在大于1000kg/m3的为第五级(命名为ft1000级)。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可将上述的fpyy600级、ft1000级汇总为一个级数。进一步地，在本发明较佳的实施例中，将矿渣分为三级，1.2≤质量系数≤1.5，比表面积在550-750kg/m3之间的为第一级(命名为kpp550级)；1.5≤质量系数，比表面积在550-750kg/m3之间的为第二级(命名为kpy550级)。1.5≤质量系数，比表面积大于750kg/m3的为第三级(命名为kt750级)。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可将上述的kt750级、kpy550级汇总为一个级数。对上述分级之后所得到的超细掺合料进行检测。矿渣粉按照表5所示的gb/t18736-2002的技术要求进行检测；粉煤灰按照表6所示的gb/t18736-2002的技术要求进行检测。具体矿渣微粉的检测数据见表7，粉煤灰的检测数据见表8。表5gb/t18736-2002中对磨细矿渣(矿渣粉)的技术要求表6gb/t18736-2002磨细粉煤灰技术要求表7矿渣微粉实测值与磨细矿渣(矿渣粉)的技术要求表8矿渣微粉实测值与磨细矿渣(矿渣粉)的技术要求试验例2发明人对试验例1所得到的8个种类的超细掺合料进行高性能混凝土的配置试验，每个种类的混凝土水胶比采用0.4、0.35、0.30，水泥采用普硅42.5，超细掺合料的掺量按40％，采用内掺法，采用配合比见表9。表9高性能混凝土及基准混凝土配合比对上述8个种类的超细掺合料掺杂的高性能混凝土进行强度的测定，测定结果如表10。表10超细掺合料配置高性能混凝土平均强度实验例3对试验例2得到的高性能混凝土水泥石进行外部委托电镜观测，进行高性能混凝土微观试验观察分析。电镜图片如图5-图10。本试验例也对现有技术中制得的普通混凝土进行观测，普通混凝土的电镜图片如图11。其中，图5示出了高性能混凝土水泥石中的粉煤灰颗粒形态，图6示出了高性能混凝土水泥石中的矿渣粉颗粒形态。图7示出了高性能混凝土中矿渣微粉紧密地填充于水泥石中。图8示出了高性能混凝土水泥石中的粉煤灰填充于水泥石中。图9示出了高性能混凝土矿渣粉颗粒填充于水泥石中。图10为本发明提供的超细掺合料的高性能混凝土电镜照片。图11为现有技术中普通混凝土的电镜图片。结合试验例1的检测结果，试验例2的超细掺合料、采用超细掺合料掺杂的高性能混凝土的强度分析，以及实验例3对高性能混凝土的观测结果可知：1、掺合超细掺合料配置高性能混凝土的强度高于普通混凝土的强度，混凝土拌合物的和易性比普通混凝土的和易性优良，尤其是随着水胶比的减小和胶凝材料的增加，高性能和易性优良越显著。2、在相同质量指数和比表面积情况下，矿渣微粉配置的高性能混凝土强度稍微高于一级粉煤灰配置的高性能混凝土的强度，这与超细掺合料本身的结构形态和粒度分析有稍微区别有关。3、超细掺合料配置的高性能混凝土强度高于普通混凝土强度，由于超细掺合料的活性要通过水泥的水化产物进行二次水化，因此高性能混凝土早期强度的发展比混凝土强度发展要慢，高性能混凝土养护时间要比普通混凝土的养护时间长，但是最终强度高于普通混凝土强度。4、根据cao、mgo、al2o3、sio2、mno、tio2等活性物质以及粒型对原料进行划分得到多个等级的超细掺合料掺杂得到的高性能混凝土的抗压强度得到提高；因为sio2-al2o3活性体系的不同，对最终的混凝土的稳定性的影响大。多个等级的超细掺合料分别进行掺杂可以保障高性能混凝土的稳定性，提高建筑物的质量和使用年限。进一步地，对原料划分为多个等级，分别用每个等级的超细掺合料进行掺杂，解决了现有掺合料掺杂的混凝土的耐久性不好，产品单一化的问题。此外，本发明提供的分选处理方法也减小了超细掺合料在研磨过程中的能量消耗。5、在相同放大倍数下，可以明显观测到普通混凝土的结构中孔径较大，高性能混凝土结构中的孔结构较小，这就是高性能混凝土比普通混凝土高强、高耐久性的原因之一，见图10、图11。6、从高性能混凝土微观观测中，超细掺合料紧密与水泥石结合在一起，填充到混凝土水泥石中，使得混凝土更加密实，从而使混凝土强度和耐久性大大提高。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12