本發明屬于混凝土領域，具體涉及一種改性白云石粉基礦物摻合料、制備方法。
背景技術：
：目前，我國混凝土工程發展迅速，礦物摻合料需求量急劇增加，由于地理和資源分布等條件的制約，粉煤灰、礦粉等常用的礦物摻合料日漸緊缺，來源于骨料破碎和石材加工等的廢棄石粉具有來源廣泛，價格低廉等優點，如作為混凝土礦物摻合料使用符合國家綠色化混凝土的要求，同時具有巨大的社會經濟效益。白云石是我國儲量較為豐富的礦產資源，每年白云石開采量超過千萬噸，應用開采過程產生的廢棄白云石粉作為混凝土礦物摻合料具有易于獲取、資源豐富、能耗較低且經濟實用等優點，具有廣闊的研究應用前景。有研究指出，白云石粉作為礦物摻合料能夠改善水泥基材料的性能，如在一定程度上能彌補混凝土的體積收縮，提高混凝土的流動性，改善混凝土工作性能；白云石粉在水泥膠凝體系中可以起到微集料填充作用，對微觀結構有一定優化作用。但是，白云石粉在水泥基材料中水化活性效應有限，對水泥混凝土的強度不利，且其摻量越高，混凝土強度下降越顯著。綜上，白云石粉作為混凝土礦物摻合料的研究和應用較少，為了能將白云石粉應用于混凝土中，有必要提出一種改性白云石粉基礦物摻合料，不僅能將白云石粉作為混凝土礦物摻合料使用，還能保證混凝土的工作、力學和耐久性能。技術實現要素：為解決白云石摻量較高容易造成混凝土流動度差、強度下降等問題，本發明提供了一種改性白云石粉基礦物摻合料(本發明也簡稱為摻合料)；從而能夠使用廢棄的白云石粉，降低混凝土的配制成本，保證摻白云石粉混凝土的工作性能、力學性能和耐久性能。本發明的另一目的是提供改性白云石粉基礦物摻合料的簡單制備方法。為了達到上述目的，本發明的技術方案為：一種改性白云石粉基礦物摻合料，按質量份計，包括50～60份的白云石粉、15～20份的礦粉、15～20份的粉煤灰和5～10份的膨潤土。本發明中，通過所述的物料以及配比，能協同提升各成分的有益效果，還可解決白云石粉的高摻量帶來的負面效果。本發明中，在所述的高白云石粉摻量下，通過所述的各組分的重量比的協同，有助于提升水泥混凝土的強度、抗干縮、抗氯離子滲透和耐久性等性能；有效解決了白云石粉對混凝土性能的不利影響。本發明中，配制的改性白云石粉基礦物摻合料可以將廢棄的白云石粉作為混凝土礦物摻合料使用，充分利用廢棄材料，降低混凝土的造價。優選的方案中，所述白云石粉的勃氏比表面積為350～400m2/kg。優選的方案中，所述白云石粉中CaCO3·MgCO3的質量百分含量不低于75％。優選的方案中，使用粉煤灰為I級粉煤灰。優選的方案中，所述粉煤灰符合規范GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的規定。優選的方案中，所述礦粉為S95級礦粉。優選的方案中，所述礦粉符合規范GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》。優選的方案中，所述膨潤土為鈉基膨潤土。優選的方案中，所述膨潤土的Na2O含量不低于2％。優選的方案中，所述膨潤土的K2O含量不低于1.5％。優選的方案中，所述膨潤土的蒙脫石含量不低于70％。優選的方案中，所述膨潤土的膨脹容不小于30ml/g。通過上述方案的優選，能夠進一步獲得更佳的綜合性能，在保證工作性能和力學強度的基礎上，獲得更好的防開裂和防干縮效果。本發明還提供了一種改性白云石粉基礦物摻合料的制備方法，將所述重量份比的白云石粉、粉煤灰、礦粉和膨潤土混合，攪拌均勻后得到改性白云石粉基礦物摻合料。本發明還包括所述的一種改性白云石粉基礦物摻合料的應用，可將所述的摻合料、水泥及細骨料、粗骨料、減水劑、水等組分制備混凝土。本發明的有益效果：白云石粉作為混凝土礦物摻合料的研究和應用較少，已有研究指出白云石粉對混凝土的強度等性能不利，發明人經過大量的試驗探索，不斷地優化配合比，對白云石粉進行改性，保證摻改性白云石粉基礦物摻合料的混凝土具有優良的工作性能、力學性能和耐久性能，能有效地將白云石粉應用到水泥混凝土中。本發明提供的改性白云石粉基礦物摻合料與白云石粉相比，具有如下優點：1)可提高混凝土的工作性能。本發明所述的摻合料具有物理填充作用，能填充在水泥顆粒之間可以置換出一部分自由水，提高混凝土的流動性；同時可以改善混凝土和易性，使其具有較好的泵送性；此外還能有效改善混凝土的泌水，阻止集料的沉降。2)保證混凝土的強度性能。本發明所述的摻合料不僅能促進水泥的早期水化，提高混凝土的早期強度，同時二次水化和孔結構的改善對混凝土后期強度也有一定的提高。3)本發明能夠有效降低混凝土的干縮，從而減少由于干縮開裂導致的混凝土耐久性降低，同時密實了混凝土的內部結構，減少外界離子進入混凝土的內部通道，提高混凝土的耐腐蝕性。通過白云石粉與其它原料的協同配合，有效地進行摻量控制，制備得到的摻合料可以取代部分水泥，能夠保證混凝土的工作性能、力學性能和耐久性能，制備方法簡單，節約混凝土的成本，還能降低由于白云石粉廢棄帶來的環境污染等問題，具有較大的社會經濟效益。附圖說明圖1為實施例1和實施例2的混凝土的強度圖；圖2為實施例1和實施例2的混凝土的抗干縮性能圖；圖3為對比例1和對比例2的混凝土的強度圖；圖4為對比例1和對比例2的混凝土的抗干縮性能圖。具體實施方式下面通過實施例進一步詳細描述本發明，但本發明不僅僅局限于以下實施例。實施例1一種改性白云石粉基礦物摻合料各組分的重量百分比為：勃氏比表面積為397m2/kg的白云石粉(CaCO3·MgCO3的質量百分含量不低于75％)60％；0.045mm方孔篩篩余為10％的I級粉煤灰17％；S95級礦粉17％；鈉基膨潤土6％。將稱好的白云石粉、粉煤灰、礦粉和膨潤土在攪拌機中混合均勻后得到改性白云石粉基礦物摻合料DI。實施例2一種改性白云石粉基礦物摻合料各組分的重量百分比為：勃氏比表面積為397m2/kg的白云石粉(CaCO3·MgCO3的質量百分含量不低于75％)50％；0.045mm方孔篩篩余為10％的I級粉煤灰20％；S95級礦粉20％；鈉基膨潤土10％。將稱好的白云石粉、粉煤灰、礦粉和膨潤土在攪拌機中混合均勻后得到改性白云石粉基礦物摻合料DII。采用改性白云石粉基礦物摻合料DI和DII配制混凝土，配合比見表1所示，混凝土的性能如表2、表3、圖1和圖2所示配制混凝土原材料為：水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，所述的摻合料，細骨料采用細度模數2.6的河砂，粗骨料采用5～25mm連續級配的碎石，減水劑采用聚羧酸減水劑，水采用自來水。表1混凝土配合比(kg/m3)編號水泥摻合料DI摻合料DII白云石粉砂石水減水劑C044066010801545.28CD103964466010801545.28CDI-103964466010801545.28CDI-153746666010801545.28CDI-203528866010801545.28CDII-203528866010801545.28表2混凝土工作性能編號C0CD10CDI-10CDI-15CDI-20CDII-20流動度(mm)160155165168172173由表2可知，與單摻白云石粉和不摻礦物摻合料的水泥混凝土相比，摻入改性白云石粉基礦物摻合料提高了混凝土的坍落度，同時其粘聚性和保水性良好。分析圖1可知，白云石粉摻入降低了混凝土的強度，特別是后期強度，而摻入改性白云石粉基礦物摻合料，與純水泥混凝土相比，不僅提高了混凝土早期強度，后期強度也有保障。由圖2可知，白云石粉對于混凝土的抗干縮性能不利，特別是后期干縮，這對混凝土耐久性能是十分不利。而改性白云石粉基礦物摻合料提高了混凝土的抗干縮性能，有助于改善了混凝土的抗開裂性能。表3混凝土抗氯離子滲透性能編號C0CD10CDI-10CDI-15CDI-20CDII-20電通量(C)132815661278125112211223由表3可知，與白云石粉相比，改性白云石粉基礦物摻合料能有效提高混凝土的抗氯離子滲透性能，提高其耐久性能。由此可知，按照白云石粉50～60份，礦粉15～20份，粉煤灰15～20份，膨潤土5～10份，配制的改性白云石粉基礦物摻合料能使得混凝土具有良好的工作性能、強度性能和耐久性能，能夠很好地解決白云石粉對混凝土的性能的不利影響，充分利用廢棄白云石粉，降低混凝土的成本。對比例1一種白云石粉基礦物摻合料各組分的重量百分比為：勃氏比表面積為397m2/kg的白云石粉75％；0.045mm方孔篩篩余為10％的I級粉煤灰10％；S95級礦粉10％；鈉基膨潤土5％。將稱好的白云石粉、粉煤灰、礦粉和膨潤土在攪拌機中混合均勻后得到白云石粉基礦物摻合料I。對比例2一種白云石粉基礦物摻合料各組分的重量百分比為：勃氏比表面積為397m2/kg的白云石粉40％；0.045mm方孔篩篩余為10％的I級粉煤灰27％；S95級礦粉27％；鈉基膨潤土6％。將稱好的白云石粉、粉煤灰、礦粉和膨潤土在攪拌機中混合均勻后得到白云石粉基礦物摻合料II。采用白云石粉基礦物摻合料I和II配制混凝土，配合比見表4所示，混凝土的性能如表5、表6、圖3和圖4所示。配制混凝土原材料為：水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，細骨料采用細度模數2.6的河砂，粗骨料采用5～25mm連續級配的碎石，減水劑采用聚羧酸減水劑，水采用自來水。表4混凝土配合比(kg/m3)表5混凝土工作性能編號C0CI-10CI-20CII-10CII-20流動度(mm)160154150169171由表5可知，白云石粉基礦物摻合料中白云石粉的比例過高難以保證混凝土的流動性，且其粘聚性和保水性較差。根據圖3可知，白云石粉的比例過高也會導致混凝土的強度過低，難以保證混凝土強度性能要求。綜合表5和圖3可知，白云石粉基礦物摻合料中白云石粉的比例過低時，雖然可以保證配制的混凝土具有較好地流動性能，但是與DI相比，其早期強度較低。表6混凝土抗氯離子滲透性能編號C0CI-10CI-20CII-10CII-20電通量(C)13281667167912821251由表6和圖4可知，白云石粉基礦物摻合料中過高的白云石粉比例，不僅不利于混凝土的抗干縮性能，其抗氯離子性能也較差；而白云石粉基礦物摻合料中白云石粉的比例過低，其雖然能改善混凝土的干縮性能和抗氯離子性能，但是不如DI的效果好。綜上可以看出，改性白云石粉基礦物摻合料中各項組分的摻量必須嚴格控制。白云石粉比例過多難以保證混凝土擁有較好的工作、力學和耐久性能，但是白云石粉摻量較少，其改善混凝土性能的效果較差，且減少了白云石粉的應用量，提高了混凝土的成本，不符合廢棄料再次應用的宗旨。當前第1頁1 2 3