[发明专利]锰铁矿渣混凝土掺合料及其生产方法

说明书

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。

背景技术

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竞相研究的课题。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、煤矸石、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350m²/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、芒硝和明矾中的一种；其中，锰铁矿渣微粉的比表面积400～600m²/Kg。

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400～600m²/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％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1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渣微粉的颗粒级配大大得到改善，起主要水化作用的粒度群(≤45μm)含量加大。

表1锰铁矿渣使用助磨剂前后细度情况对比