[发明专利]一种高性能混凝土掺合料及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，所述高性能混凝土掺合料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，对石灰石进行处理获取石灰石粉末：将石灰石置于粉碎机中进行粉碎，得到大小均一的石灰石块；将石灰石块置于煅烧炉中并对石灰石块进行高温煅烧，煅烧结束后取出煅烧产物；将煅烧产物置于粉碎机中，对煅烧产物进行粉碎，将粉碎后的煅烧产物进行过筛，对筛下物进行研磨，得到石灰石粉末；

步骤二，进行高岭土的高温煅烧处理：将高岭土置于煅烧炉中，设定煅烧温度为600～700℃、煅烧时间为2～3h，对高岭土进行煅烧，得到煅烧高岭土；将煅烧高岭土置于研磨机中，设定研磨粒径为0.1mm进行研磨，得到粒径≤0.1mm的高岭土粉末；

步骤三，纳米二氧化硅的制备与改性：将表面活性剂和正烷烃混合，加入超纯水进行纳米二氧化硅的制备，将制备得到的纳米二氧化硅进行粉碎得到纳米二氧化硅粉末；将粉碎得到的纳米二氧化硅粉末溶于聚乙二醇中，充分分散得到混合液，将混合液与预先制备的改性剂进行混合后，静置2～4h，完成改性得到改性液；将改性液置于离心机中，设定转速为300～500r/min进行10～20min离心，得到改性纳米二氧化硅，对纳米二氧化硅进行改性，得到改性纳米二氧化硅；

步骤四，对碳粉进行处理得到改性碳粉：将氧化铝置于球磨机中进行球磨，球磨结束后得到氧化铝粉末；将碳粉置于超声预混装置中，继续向超声预混装置中加入氧化铝粉末、改性纳米二氧化硅，选择带电量为-38.8μC/g至-20.7μC/g的碳粉，与氧化铝粉末、改性纳米二氧化硅进行混合；开启超声预混装置进行混合，得到改性碳粉；

步骤五，进行脱硫石膏的处理：将脱硫石膏进行粉碎后与水进行混合，充分搅拌直至混合液中无固态颗粒物，将混合液进行静置，收集下层沉淀；对收集的沉淀物进行烘干，粉碎，得到脱硫石膏细粉；将脱硫石膏细粉复溶于水中，得到脱硫石膏液；

步骤六，进行原料的混合：将高炉水淬矿渣置于粉碎机中粉碎，将粉碎物置于研磨装置中进行研磨，将研磨物过筛，收集筛下物，得到高炉水淬矿渣粉末；将脱硫石膏液置于混合机内，向混合机内加入石灰石粉末，搅拌均匀后加入高岭土粉末、改性碳粉，搅拌中加入增效剂，得到混合料，即高性能混凝土掺合料。

2.如权利要求1所述高性能混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述将石灰石块置于煅烧炉中并对石灰石块进行高温煅烧，包括：

(1)将石灰石块置于煅烧炉中，设定煅烧炉的升温速率为30～50℃/min进行升温；

(2)当煅烧炉内温度升至550℃时停止升温，控制温度为500～550℃进行1～2h保温；

(3)继续进行升温，升温速率为50～60℃/min；

(4)升温至700℃时停止升温，控制温度为600～700℃进行2～3h保温；

(5)保温结束后，按照100～120℃/min的速率进行降温，降至室温，完成煅烧。

3.如权利要求1所述高性能混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述将表面活性剂和正烷烃混合，加入超纯水进行纳米二氧化硅的制备，包括：

1)按照质量份数称取表面活性剂4～6份、正烷烃1～3份，混合，得到制备原料；

2)将制备原料置于磁力搅拌器上，在搅拌的条件下缓慢滴入超纯水，分散均匀后在20～30℃恒温条件下得到微乳液体系；

3)向微乳液体系中加入无水乙醇并摇匀，得到混合体系；

4)将混合在条件下高速离心，弃去上清液，得到纳米二氧化硅分散液；

5)将纳米二氧化硅分散液进行加热，挥发乙醇和水，得到纳米二氧化硅固态物质。

4.如权利要求3所述高性能混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述离心的速率为800r/min，离心时间为5～10min。

5.如权利要求3所述高性能混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述加热的温度为55～65℃，加热的时间为20～50min。

6.如权利要求1所述高性能混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述改性剂按照质量份数由微晶纤维素10～20份、纳米钛白粉6～7份组成。