[发明专利]一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料及其制备方法。一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料是通过掺入助磨组分将火成岩质矿物母岩粉磨至一定细度后，再与抗吸附组分、孔隙调节组分和增强组分按一定比例混合而成，各组分质量比为火成岩质矿物母岩(73.5～89.95份)：助磨组分(0.05～1.5份)：抗吸附组分(1.5～4.5份)：孔隙调节组分(0.5～2.5份)：增强组分(8～18份)。本发明提出的一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料及其制备方法所得到的矿物掺合料物理指标达到I级粉煤灰的指标要求；按适量掺量掺入混凝土中，可有效改善混凝土拌合物工作性能和长期耐久性能，并满足《铁路混凝土》(TB/T 3275‑2018)的技术要求。

技术领域

本发明属于混凝土矿物掺合料应用技术领域，具体涉及一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料及其制备方法。

背景技术

矿物掺合料作为土木工程主体结构混凝土的重要组成材料，能显著改善混凝土和易性、提高混凝土强度和耐久性、有效降低混凝土成本，已成为混凝土胶凝材料中不可或缺的组分。传统常用矿物掺合料有工业副产品粉煤灰、矿渣粉、硅灰等，但随着我国基础建设的迅猛发展和环保措施的日益严格，传统粉煤灰、矿渣粉等资源日益紧张，特别是在以水利发电占主导的我国西南地区，由于缺少火力发电厂，粉煤灰资源更加稀缺。在整个川西和西藏地区，由于环保要求和工业发展程度低，这些区域传统矿物掺合料都非常紧缺，为满足工程建设需要，需从外省购运粉煤灰等材料，大大增加了工程建设成本。

在我国西南地区，如云南、四川和西藏三省，由于处于欧亚板块地震活跃带，古火山分布多，具有丰富的火成岩质矿物资源。研究表明，火成岩矿物具有与粉煤灰相似的化学组成，将其磨细加工至一定细度后具有一定的潜在水化活性，可代替粉煤灰用于生产混凝土。但火成岩矿物中多含有云母和绿泥石，上述材料的晶体均呈层状结构，会有效吸附聚羧酸减水剂PEO侧链而导致减水剂的减水率降低，且不利于混凝土工作性保持，使得外加剂适应性降低；有些火成岩质矿物中含有超过50％体积含量的气孔，将其作为混凝土掺合料极大的增加了需水量，不利于混凝土工作性能；此外，火成岩质矿物中无定型SiO₂含量较低，使得其水化活性较低，不利于混凝土后期强度发展，造成后期强度增长慢、混凝土密实度较差等问题。所以，将火成岩质材料作为混凝土矿物掺合料，需对其进行改性，才能有效的解决上述问题。专利文献CN 106082808 A公开了一种玄武岩纤维混凝土，其中火山灰用量为3～5份，粉煤灰用量为100～105份，从中可发现，该混凝土体系中矿物掺合料主要以粉煤灰为主，火山灰仅占矿物掺合料的3％～4.8％，所以并未高效利用火山灰。专利文献CN106242333 A公开了一种凝灰岩石粉掺合料的制备方法，其中将1000重量份的凝灰岩与0.13～1.3重量份的改性剂进行混合，改性剂由助磨组分、引气组分以及增稠组分组成。文中提到，由于凝灰岩为层状不规则形貌，使得混凝土工作性能不及粉煤灰，可见并没有改善磨细凝灰岩石粉混凝土的工作性能。

因此，在缺乏传统矿物掺合料的地区，为满足实际工程需要，制备出一种可替代传统粉煤灰、矿渣粉的成本较低、制备方法简单、性能优异的矿物掺合料迫在眉睫。通过本方法制备的一种火成岩质矿物材料，其细度小于10％、需水量比小于94％，其物理性能均满足GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中I级粉煤灰的技术要求，可替代粉煤灰用于混凝土生产，能有效解决缺乏高品质粉煤灰地区的使用难题，降低了该地区制备混凝土的生产成本，并对此类矿物掺合料的推广起到重要作用。

发明内容

本发明针对火成岩质矿物需水量大、坍落度损失大、后期水化活性低等问题进行改性，提出了一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料及其制备方法。

一种铁路混凝土用火成岩质矿物材料及其制备方法，其特征在于使用助磨组分将火成岩质矿物母岩粉磨至一定细度后，再与抗吸附组分、孔隙调节组分和增强组分按一定比例混合而成，各组分所占质量比为：

火成岩质矿物母岩：73.5～89.95份；

助磨组分：0.05～1.5份；