[发明专利]一种矿粉助磨剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种矿粉助磨剂及其制备方法和应用。一种矿粉助磨剂，制备原料包括：硫酸盐、铝酸盐、碱金属氢氧化物和衣康酸。本发明的矿粉助磨剂，在含水条件下，能够与矿渣中的成分发生反应，提升所得矿粉的活性、强度。

技术领域

本发明属于建筑用材料技术领域，具体涉及一种矿粉助磨剂及其制备方法和应用。

背景技术

“矿渣”的全称是“粒化高炉矿渣”，它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣。矿渣的产生途径为：在高炉炼铁过程中，除了铁矿石和燃料(焦炭)之外，为降低冶炼温度，还要加入适当数量的石灰石和白云石作为助熔剂。助溶剂的分解产物(氧化钙和氧化镁)，会和铁矿石中的废矿，以及焦炭中的灰分发生相熔化，生成以硅酸盐、硅铝酸盐为主要成分的熔融物，浮在铁水表面，定期从排渣口排出，经空气或水急冷处理后形成的粒状颗粒物就是矿渣。

矿渣是一种工业废弃物，但因为其中的CaO、SiO₂和Al₂O₃的质量占比之和在85％以上，与水泥熟料的成分较为相似，其具有潜在活性，是绿色环保、价格低廉的建筑材料，有望用作水泥的替代品。

矿粉指矿渣粉，是粒化高炉矿渣粉的简称，是由符合GB/T203标准的粒化高炉矿渣，经干燥、粉磨，达到相当细度且符合一定活性指数的粉体，是一种混凝土掺合料。

用矿粉替代水泥，既减少水泥生产所带来的污染，同时也降低了混凝土生产成本。根据环保要求和质量控制提出要求，矿粉统一由矿粉生产企业生产，且规定S95矿渣粉7d活性指标大于75％，28天活性指标大于95％。但与水泥相比，矿粉在前期水化过程中的强度较低，又由于矿渣的低活性、粉磨性能差、安定性不良等因素的限制，矿粉的使用并没有达到预期使用效果。

通常提升矿粉粉磨性能、提升活性、降低能耗的手段是在研磨过程中添加助磨剂，但是现有助磨剂暂不能满足矿粉的各项性能要求。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种矿粉助磨剂，能够与矿渣中的成分发生反应，提升所得矿粉的活性、强度。

本发明还提出一种上述矿粉助磨剂的制备方法。

本发明还提出一种具有上述矿粉助磨剂在制备矿粉中的应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种矿粉助磨剂，制备原料包括：硫酸盐、铝酸盐、碱金属氢氧化物和衣康酸。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

(1)矿粉由矿渣粉磨而成，矿渣与传统使用的水泥熟料成分不尽相同，具体的，矿渣的主要成分为钙长石、钙镁黄长石、钙铝黄长石和硅酸二钙，其中还含有大量的CaO、SiO₂和A₂O₃；矿渣中的玻璃相具有一定的潜在活性，具体的，玻璃相主要形态有硅相和钙相两种，其中具有潜在活性的是钙相；

通过对矿粉成分及组成研究，在矿粉内部水化过程中，针对其中的钙相固化过程，硫酸盐能显现出它较好的激发效果(激活钙相的潜在活性)；铝酸钠也可提升矿粉的早期强度；

相较于单纯的铝酸盐和硫酸盐，本发明将铝酸钠与硫酸盐组合，可协同激发、提高矿粉的强度；具体的，硫酸盐、铝酸盐遇水电离成硫酸根离子、铝酸根离子及相应的阳离子，在碱性环境下(由碱金属氢氧化物营造)，可与矿渣(矿粉的制备原料)中的氧化铝，氧化钙等反应生成水化硫铝酸钙，使水化产物增加，可提高所得矿粉的早期强度。

(2)传统矿粉助磨剂中常添加氯盐以提升研磨所得矿粉的强度，其中的氯离子会在矿粉的后续应用中，腐蚀钢筋等金属基材料。

本发明提供的矿粉助磨剂中，采用的盐是铝酸钠与硫酸盐的组合，能避免氯离子的(过量)添加，防止混凝土对钢筋的锈蚀。