技术领域
[0001] 本
发明涉及混凝土掺合料技术领域，是一种粒状混凝土掺合料及其造粒方法。
背景技术
[0002] 众所周知，在密闭的空间内摇晃固体混合物会使大的颗粒上升，小的颗粒下沉这是基本的物理原理。而这正是用于混凝土生产，各类粉体材料的运输和储存过程中不可避免的问题。这也是我们在生产、试验过程中往往会出现同一厂家、同一批次甚至同一天、同一车的材料其性能差别却巨大的问题。这个问题对于已处于工业化生产的
水泥来说尚不明显，但对于被作为工业废渣“资源化”处理的
粉煤灰等掺合料来说这个问题就严重得多了，特别是近期发布了一系列的复合掺合料的国标和行标，这就导致以往单独运输存储的材料会被混合后一起运输存储，这就使得颗粒粗细、粒型形状等问题更加突出。而在运输、储存的过程中难免出现细颗粒下沉、粗颗粒上浮的现象，导致混凝土生产中出现不可预见的
质量波动，质量检测时受偶然因素影响也很大，难以断定材料的品质；同时在运输、储存的过程中难免产生扬尘，污染环境。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种粒状混凝土掺合料及其造粒方法，克服了上述
现有技术之不足，其能有效解决现有混凝土掺合料在运输和储存过程中易发生大颗粒上升小颗粒下沉现象，导致混凝土质量波动大、品质难以保证和环境污染的问题。
[0004] 本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种粒状混凝土掺合料，原料按重量份数由粉煤灰15份至50份、矿渣粉15份至50份、
脱硫石膏2份至7份、石灰石粉5份至15份、
硅灰3份至10份、聚
羧酸2.4份至7.9份组成。
[0005] 下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
[0006] 上述粒状混凝土掺合料按下述方法得到：第一步，将所需量的粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏、石灰石粉和硅灰混合均匀，得到混合料；第二步，将所需量的
聚羧酸用
乙醇溶液配制成聚羧酸乙醇液；第三步，将混合料加入
流化床中，同时将聚羧酸乙醇液雾化后随进入流化床的热
风进入流化床中与混合料混合并干燥后，得到粒状混凝土掺合料。
[0007] 上述聚羧酸乙醇液中聚羧酸的质量百分比浓度为18％至22％；配制聚羧酸乙醇液的乙醇溶液的体积百分比浓度为90％至98％。
[0008] 上述流化床中热风风压
力为0.39MPa至1.32MPa；或/和，热风的
温度为25℃至35℃。
[0009] 上述粉煤灰的
比表面积为450m2/Kg至600m2/Kg，矿渣粉的比表面积为450m2/Kg至600m2/Kg，脱硫石膏的粒径为200目至100目，石灰石粉的粒径为200目至100目，硅灰的比表面积为15000m2/Kg至17000m2/Kg。
[0010] 本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种粒状混凝土掺合料的造粒方法，按下述步骤进行：第一步，将所需量的粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏、石灰石粉和硅灰混合均匀，得到混合料；第二步，将所需量的聚羧酸用乙醇溶液配制成聚羧酸乙醇液；第三步，将混合料加入流化床中，同时将聚羧酸乙醇液雾化后随进入流化床的热风进入流化床中与混合料混合并干燥后，得到粒状混凝土掺合料。
[0011] 下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
[0012] 上述聚羧酸乙醇液中聚羧酸的质量百分比浓度为18％至22％；配制聚羧酸乙醇液的乙醇溶液的体积百分比浓度为90％至98％。
[0013] 上述流化床中热风风压力为0.39MPa至1.32MPa；或/和，热风的温度为25℃至35℃。
[0014] 上述粉煤灰的比表面积为450m2/Kg至600m2/Kg，矿渣粉的比表面积为450m2/Kg至600m2/Kg，脱硫石膏的粒径为200目至100目，石灰石粉的粒径为200目至100目，硅灰的比表面积为15000m2/Kg至17000m2/Kg。
[0015] 本发明粒状混凝土掺合料较现有技术，大小颗粒分布更均匀，在运输和储存过程中杜绝了大颗粒上升小颗粒下沉现象，不易产生扬尘而污染环境；采用本发明粒状混凝土掺合料得到的混凝土较采用现有技术得到的混凝土，强度更线性、更有规律、
稳定性更好、成本更低，大大降低了混凝土的质量波动，保证了混凝土的品质。
附图说明
[0016] 附图1为混合料1按混凝土胶凝材料的10％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0017] 附图2为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的10％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0018] 附图3为混合料1按混凝土胶凝材料的20％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0019] 附图4为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的20％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0020] 附图5为混合料1按混凝土胶凝材料的30％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0021] 附图6为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的30％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0022] 附图7为混合料1按混凝土胶凝材料的40％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0023] 附图8为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的40％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0024] 附图9为混合料1按混凝土胶凝材料的50％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0025] 附图10为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的50％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0026] 附图11为混合料1按混凝土胶凝材料的60％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0027] 附图12为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的60％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0028] 附图13为混合料1按混凝土胶凝材料的70％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
[0029] 附图14为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的70％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线。
具体实施方式
[0030] 本发明不受下述
实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学
试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为
溶剂为水的水溶液；混合料2为本发明粒状混凝土掺合料。
[0031] 实施例1，该粒状混凝土掺合料原料按重量份数由粉煤灰15份至50份、矿渣粉15份至50份、脱硫石膏2份至7份、石灰石粉5份至15份、硅灰3份至10份、聚羧酸2.4份至7.9份组成。
[0032] 实施例2，该粒状混凝土掺合料原料按重量份数由粉煤灰15份或50份、矿渣粉15份或50份、脱硫石膏2份或7份、石灰石粉5份或15份、硅灰3份或10份、聚羧酸2.4份或7.9份组成。
[0033] 实施例3，该粒状混凝土掺合料的造粒方法按下述步骤进行：第一步，将所需量的粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏、石灰石粉和硅灰混合均匀，得到混合料；第二步，将所需量的聚羧酸用乙醇溶液配制成聚羧酸乙醇液；第三步，将混合料加入流化床中，同时将聚羧酸乙醇液雾化后随进入流化床的热风进入流化床中与混合料混合并干燥后，得到粒状混凝土掺合料；其中：原料按重量份数由粉煤灰15份至50份、矿渣粉15份至50份、脱硫石膏2份至7份、石灰石粉5份至15份、硅灰3份至10份、聚羧酸2.4份至7.9份组成。本发明将掺合料进行“造粒”处理，让其形成均匀的颗粒化的结构，以此保证生产和实验过程中大小颗粒的均匀，从而从原材料的
角度保证混凝土的均质性，从而提高工程质量和试验检测的准确性，同时，在运输和储存过程中杜绝了大颗粒上升小颗粒下沉现象，不易产生扬尘而污染环境。
[0034] 实施例4，作为上述实施例的优化，聚羧酸乙醇液中聚羧酸的质量百分比浓度为18％至22％；配制聚羧酸乙醇液的乙醇溶液的体积百分比浓度为90％至98％。
[0035] 实施例5，作为上述实施例的优化，流化床中热风风压力为0.39MPa至1.32MPa；或/和，热风的温度为25℃至35℃。
[0036] 实施例6，作为上述实施例的优化，粉煤灰的比表面积为450m2/Kg至600m2/Kg，矿渣粉的比表面积为450m2/Kg至600m2/Kg，脱硫石膏的粒径为200目至100目，石灰石粉的粒径为200目至100目，硅灰的比表面积为15000m2/Kg至17000m2/Kg。
[0037] 实施例7，该粒状混凝土掺合料的造粒方法按下述步骤进行：第一步，将所需量的粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏、石灰石粉和硅灰混合均匀，得到混合料；第二步，将所需量的聚羧酸用乙醇溶液配制成质量百分比浓度为20％的聚羧酸乙醇液，配制聚羧酸乙醇液的乙醇溶液的体积百分比浓度为95％；第三步，将混合料加入流化床中，同时将聚羧酸乙醇液雾化后随进入流化床的热风进入流化床中与混合料经混合干燥，流化床中热风风压力为1.01MPa，热风的温度为28℃，干燥后得到粒状混凝土掺合料；其中：原料按重量份数由粉煤灰40份、矿渣粉37份、脱硫石膏7份、石灰石粉10份、硅灰6份、聚羧酸3份组成。
[0038] 上述实施例与现有技术的对比验证试验：
[0039] 1.混合料1(现有技术)和混合料2(本发明)
[0040] 混合料1：按重量份数将粉煤灰40份、矿渣粉37份、脱硫石膏7份、石灰石粉10份和硅灰6份混合，得到混合料1。
[0041] 混合料2：实施例7得到的粒状混凝土掺合料。
[0042] 2.验证方法1
[0043] (1)在混合料1(记为1#样第一次)中，按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为A-1、B-1、C-1、D-1、E-1、F-1和G-1，然后按常规制备方法得到的混凝土，各项性能如下表1所示。
[0044] (2)在混合料2(实施例7得到的粒状混凝土掺合料)(记为2#样第一次)中，按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为H-1、I-1、J-1、K-1、L-1、M-1、N-1，然后按常规制备方法得到的混凝土，各项性能如下表2所示。
[0045] (3)将剩余的混合料1平均分成3份，在第一份(记为1#样第二次)中按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为A-2、B-2、C-2、D-2、E-2、F-2、G-2；在第二份(记为1#样第三次)中按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、
40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为A-3、B-3、C-3、D-3、E-3、F-3、G-3；在第三份(记为1#样第四次)中按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为A-4、B-4、C-4、D-4、E-4、F-4、G-4；然后依次按常规制备方法得到的混凝土，各项性能如下表3所示。
[0046] (4)将剩余的混合料2(实施例7得到的粒状混凝土掺合料)平均分成3份，在第一份(记为2#样第二次)中按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为H-2、I-2、J-2、K-2、L-2、M-2、N-2；在第二份(记为2#样第三次)中按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为H-3、I-3、J-3、K-3、L-3、M-3、N-3；在第三份(记为2#样第四次)中按混凝土胶凝材料的10％、20％、30％、
40％、50％、60％和70％分别取一份，依序编号为H-4、I-4、J-4、K-4、L-4、M-4、N-4；然后分别按常规制备方法得到的混凝土，各项性能如下表4所示。
[0047] 附图1为混合料1按混凝土胶凝材料的10％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图2为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的10％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图3为混合料1按混凝土胶凝材料的20％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图4为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的20％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图5为混合料1按混凝土胶凝材料的30％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图6为本发明混合料
2按混凝土胶凝材料的30％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图7为混合料1按混凝土胶凝材料的40％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图8为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的40％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图9为混合料1按混凝土胶凝材料的50％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图10为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的50％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图11为混合料1按混凝土胶凝材料的60％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图12为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的60％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图13为混合料1按混凝土胶凝材料的70％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；附图14为本发明混合料2按混凝土胶凝材料的70％得到的混凝土强度随龄期变化的曲线；在附图1至附图14中混合料1编号为1#样，混合料2编号为2#样。
[0048] 从表1至表4可以看出，在相同的配比下，同一批次、同样胶凝比例下，采用混合料2较混合料1得到的混凝土强度更好，
减水剂用量更少，成本更低；从图1至图14可以看出，在相同的配比下，同一批次、同样胶凝比例下，采用混合料2较混合料1得到的混凝土强度更线性、更有规律，稳定性更好。
[0049] 2.验证方法2
[0050] 从表1至表4、图1至图14可以发现，虽然混合料1和混合料2二者使用的材料品种、比例均相同，但二者的强度发展规律和波动程度却有着明显的不同；究其原因还是应从微观结构入手，使用激光粒度仪分别对混合料1四次试验与混合料2四次试验称取的颗粒进行颗粒级配，激光粒度仪对混合料1四次试验的颗粒进行颗粒级配见表5所示；激光粒度仪对混合料2四次试验的颗粒进行颗粒级配见表6所示；从表5和表6可以看出，混合料2的微观颗粒级配十分均匀，一致性很好，远高于混合料1，这是因为本发明在造粒过程中大小颗粒不断被热空气扬起，然后粘在结剂的作用下抱合成团，形成微小的颗粒，这些颗粒中大小颗粒分布均匀，并可按照配方进行调整，对于混凝土的生产控制和原材料品控标准十分有益。
[0051] 综上所述，本发明粒状混凝土掺合料较现有技术，大小颗粒分布更均匀，在运输和储存过程中杜绝了大颗粒上升小颗粒下沉现象，不易产生扬尘而污染环境；采用本发明粒状混凝土掺合料得到的混凝土较采用现有技术得到的混凝土，强度更线性、更有规律、稳定性更好、成本更低，大大降低了混凝土的质量波动，保证了混凝土的品质。
[0052] 表1
[0053]
[0054] 注：表中减水剂为聚羧酸减水剂。
[0055] 表2
[0056]
[0057] 注：表中减水剂为聚羧酸减水剂。
[0058] 表3
[0059]
[0060] 注：表中减水剂为聚羧酸减水剂。
[0061] 表4
[0062]
[0063] 注：表中减水剂为聚羧酸减水剂。
[0064] 表5
[0065]
[0066] 表6
[0067]
