[发明专利]一种高活性偏高岭土混凝土外加剂

说明书

本发明提供了一种高活性偏高岭土混凝土外加剂，所述混凝土外加剂的主要成分为粒径为2‑4μm偏高岭土A剂和粒径为0.5±0.2μm氧化铝B剂，所述外加剂的火山灰活性指数高达120%以上，比传统的硅灰混凝土掺合料具有更高的活性，具有极高的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高活性偏高岭土混凝土外加剂。更具体地说，本发明涉及通过煤矸石固废制备偏高岭土，并将其用于高速公路铺设用砂浆混凝土，干混水泥、预拌混凝土。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。

中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，污染大气，煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎，另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘，在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。

偏高岭土是一种高活性矿物掺合料，是高岭土经过低温煅烧(600～900℃)而形成的无定型硅酸铝，具有很高的火山灰活性，主要用作混凝土外加剂。

偏高岭土(metakaolin，简称MK)是以高岭土或煤矸石（高岭土的下位概念）为原料，在适当温度下(600～900℃)经脱水形成的无水硅酸铝(Al₂O₃·2SiO₂)。高岭土属于层状硅酸盐结构，层与层之间由范德华键结合，OH-离子在其中结合得较牢固。高岭土在空气中受热时，会发生几次结构变化，加热到大约600℃时，高岭土的层状结构因脱水而破坏，形成结晶度很差的过渡相-偏高岭土。由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。

偏高岭土是一种高活性矿物掺合料，是超细高岭土经过低温煅烧而形成的无定型硅酸铝，具有很高的火山灰活性，主要用作混凝土外加剂，也可制作高性能的地质聚合物，即偏高岭土能与硅酸盐水泥水化时所产生的副产物--氢氧化钙快速反应，生成新的胶凝材料，从而极大地提高混凝土及砂浆的性能。

发明内容

基于上述内容，本发明提供了一种煤矸石固废生产高活性偏高岭土混凝土外加剂的制备方法，通过粒径为2-4μm的偏高岭土外加剂A和粒径为0.5±0.2μm氧化铝外加剂B组合，获得更高活性的混凝土外加剂，所述外加剂的火山灰活性指数≥120%。

 一种高活性偏高岭土混凝土外加剂，所述混凝土外加剂的主要成分为粒径为2-4μm偏高岭土A剂和粒径为0.5±0.2μm氧化铝B剂，其中所述A剂和B剂均来源于煤矸石固废，所述外加剂的成分含量如下：SiO₂含量为54±5wt.%，Al₂O₃含量43±5wt.%，K₂O+Na₂O+ MgO＜1wt.%，Cl＜0.06wt.%，SO₃＜0.2wt.%，水分＜1wt.%，火山灰活性指数（28天）≥120%。

在某些实施例中，所述外加剂在普通水泥中的用量为3-10wt.%。

在某些实施例中，所述煤矸石制备A剂和B剂的处理过程中均包括有破碎、磨粉、配浆、除砂、湿式磁选、超细研磨、干燥处理。

在某些实施例中，所述破碎：将检验合格的煤矸石矿石进入原矿堆场，经装载机装入原料仓，进入破碎工段；

所述磨粉：使用立磨系统将煤歼石物料粉碎成小于800目细粉；

所述配浆：800目细粉经计算加入分散剂和水，配置成浓度为50±2%的浆料，其中所述分散剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物；

所述除砂：使用水力旋流器除去碎屑矿物和杂质；