[发明专利]一种矿物掺合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种矿物掺合料及其制备方法，本发明通过对钢渣、沸石粉和硅灰的混合料进行改性处理，大大降低了材料的表面能，通过引入氨基硅油，有利于混合料在水泥体系中均匀分散，减少团聚，同时，氨基硅油具有疏水作用，能够降低混凝土内毛孔的表面能，减少对水分的吸收，进而提高流动度，利用苯磺酸对碳纳米管进行改性，提高了碳纳米管与水泥浆体之间的亲和性，显著提高了水泥的抗裂性能及韧性，同时改性碳纳米管在水泥浆体中形成空间网络结构，能有效固化沸石粉和硅灰，有效避免了沸石粉和硅灰等轻质材料上浮造成的分层离析、沁水等问题，保障了混凝土的高强性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种矿物掺合料及其制备方法。

背景技术

高性能混凝土以其优异的力学性能和耐久性被广泛应用于建筑行业。然而高性能混凝土的配制对各种原材料的性能有更高的要求，目前广泛应用于高性能混凝土的矿物掺合料主要有磨细矿渣粉、硅微粉、偏高岭土，但其存在价格昂贵，不利于混凝土流动性等缺点，应用时有一定的局限性。因此，需要开发可以同时改善混凝土力学性能和流动性的矿物掺合料。

专利文献（CN111072325A）公开了一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆，该掺合料包括矿粉、粉煤灰漂珠、石英砂尾矿及助磨剂；制备时将矿粉、石英砂尾矿和助磨剂混合，粉磨并烘干、冷却后，加入粉煤灰漂珠混匀，即制得该掺合料；砂浆包括水、水泥、砂子及掺合料，该专利通过将矿粉、粉煤灰漂珠和石英砂尾矿进行复配，同时结合助磨剂，进而制备的复合矿物掺合料能够有效提高砂浆流动度，但其7d和28d活性指数较低，只有65％，无法应用于高强高性能混凝土中。

专利文献（CN106495583A）公开了一种早强高性能复合钢渣粉掺合料，该掺合料包括矿粉和原钢渣粉，所制得的早强高性能复合钢渣粉掺合料的活性指数7天≥80%，28天≥102%，流动度比≥103%，掺合料的性能仍然有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种矿物掺合料及其制备方法，解决现有的矿物掺合料活性指数以及流动性不佳的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将钢渣、沸石粉和硅灰混合均匀，得到混合料；

（2）将混合料置于碱液中浸渍处理，再经洗涤、干燥后，进行热处理，即得到预处理混合料；

（3）将预处理混合料分散在甲醇溶剂中，然后向其中加入氨基硅油和硅烷偶联剂，加热搅拌回流反应，待反应结束后，将反应产物进行洗涤、干燥，即得到改性混合料；

（4）将改性混合料、苯磺酸改性碳纳米管和助磨剂用球磨机粉磨，粉磨结束后即得到矿物掺合料。

优选的，步骤（1）中，所述钢渣为炼钢时所得的含硅酸盐、铁铝酸盐废渣，CaO质量百分含量比≥40wt%，SiO₂质量百分含量比≥20wt%，MgO质量百分含量比≤10wt%。

优选的，步骤（1）中，所述钢渣、沸石粉和硅灰的质量比为10-20:8-15:6-10。

优选的，步骤（2）中，热处理温度为350-400℃，热处理时间为1-2h。

优选的，步骤（3）中，所述预处理混合料、氨基硅油和硅烷偶联剂的的质量比为10-15:6-10:3-6。

优选的，步骤（3）中，搅拌回流反应温度为60-80℃，搅拌回流反应时间为3-5h。

优选的，步骤（4）中，所述苯磺酸改性碳纳米管的制备方法包括如下步骤：

（01）将碳纳米管加入水中，超声分散均匀，烘干，备用；