专利名称：改性超细粒化高炉矿渣微粉的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性超细粒化高炉矿渣微粉的制备工艺和技术， 以及这种改性超细粒化高炉矿渣微粉作为胶凝材料在建筑技术领域 中的应用方法。
輕M
建材工业是国民经济的基础产业，亦是天然资源和能源消耗、破 坏生态环境大、对大气污染严重的行业。每生产1吨水泥要消耗天然
矿物石灰石2吨，排放"温室气体"二氧化碳1吨，还排放大量的 N02、 S02和粉尘，消耗大量的煤、电。世界各国纷纷提出绿色建材概 念，"绿色"是建筑材料尽量多地利用各种可循环固体废弃物来替代。 生产出能耗低、环境污染小，性能优异的生态水泥。
粒化高炉矿渣是炼铁过程中排出的固体废渣，经水淬急冷后的产 物，其玻璃体结构内含有较高的能量，潜在活性大。然而，粒化高炉 矿渣由于硬度大，较难磨细。其粉磨生产工艺按磨机类型可分为立 式磨机、卧式球磨机和振动研磨机。国外一般釆用立式磨机、国内大 企业亦已采用，而中小企业一般釆用卧式球磨机。釆用立式磨机，按 照国家标准一般S95级矿渣微粉的比表面积控制在400 ~ 440 rtf/kg范 围。卧式球磨机矿渣微粉比表面积一般只能控制在350 ~ 370 mVkg。 这些矿渣微粉，由于三天活性指数一般低于65%,早期强度明显偏低 的弱点，使它的潜在活性得不到充分发挥，使用性能也受到很大的局 限性
发明内容
本发明所要解决的第 一个技术问题是提供 一种制备改性超细粒 化高炉矿渣微粉的方法，其3天活性指数>90%,几乎接近基准水泥
强度，7天活性指数>100%, 28天活性指数>110%。本发明所要解决 的另一个技术问题是提供两种所述改性超细粒化高炉矿渣微粉作为 凝胶材料在建筑领域中的具体应用方法。
本发明技术方案 一 种改性超细粒化高炉矿渣微粉的制备方法， 包括下列步骤将粒化高炉矿渣经立磨研磨至比表面积400 ~ 440 m2/ kg,符合S95级的矿渣微粉引入到卧式球磨机中，在研磨时往磨内喷 入已复配好的液体助磨剂和固体激发剂，研磨10~20分钟，使矿渣微 粉的棱片状物理外观变为球状型，比表面积提高到480 580 nf/kg， 即得到所述改性超细粒化高炉矿渣微粉；其中，所述液体助磨剂加入 量是矿渣微粉重量的1~3%。，液体助磨剂选自组合物甲或组合物乙， 组合物甲的组成为三乙醇胺O. 1~0. 5%。、异丙醇O. 1~0. 3%。、氯 化钠0. 2~ 0. 4%。、木钩0. 6~ 3%。，组合物乙的组成为三乙醇胺0. 1 ~ 0. 5%。、异丙醇0. 1 ~ 0. 3%。、氯化钩0. 1 ~ 0. 3%。、糖钩0. 6 ~ 2%。， 所述固体激发剂加入量是矿渣微粉重量的5. 02 ~ 15. 8%,所述固体激 发剂选自组合物丙或组合物丁，组合物丙的组成为脱硫石膏(硫酸 钙)5 ~15%、纳米二氧化硅O. 1 ~0. 3%。，组合物丁的组成为脱硫 石膏(硫酸钙)5~15%、纳米二氧化硅O. 1 ~ 0. 3%。、硫酸钠0. 1 ~ 0. 5%0。
上述改性超细粒化高炉矿渣微粉作为矿物掺合料可用于混凝土 中，其在混凝土中替代水泥的量占胶凝材料总量的40%~70%。
上述改性超细粒化高炉矿渣微粉可作为水泥生产的中间体按 50°/。~ 70%的比例与42. 5、 52. 5或62. 5级普通硅酸盐水泥之一复合得 到相同等级矿渣硅酸盐水泥。
本发明的有益效果本发明制备的改性超细粒化高炉矿渣微粉， 活性指数检测方法执行GB/T18046-2008国家标准，产品特性为比表面积 480 ~58Gm2/kg，物理外观形状为球型。 活性指数 3d>90%
7d> 100%
28 >画
流动度比 >ioo°/。
含水量(质量分数)<1. 0%
三氧化硫(质量分数)<4, 0%
氯离子(质量分数)<0.06%
烧失量(质量分数)<3. 0% 其优越的品质表现为当比表面积为(480 - 580) kg/nf时，它3 天的活性指数就大于90。/。，几乎接近和达到基准水泥的三天强度。完 全克服了粒化高炉矿渣微粉早期强度(3天强度)差的弱点。7天活 性指数可从75°/。提高到100%;28天活性指数也可从>95%提高到110%。 且每吨产品改性的电耗< 15千瓦/吨，在建材行业中属于超低能耗产 品。
本发明制备的改性超细粒化高炉矿渣微粉可以单独作为矿物掺 合料用于混凝土中，其在混凝土中替代水泥的量可占胶凝材料总量的 4 0%—7 0%,使用本发明可明显降低混凝土因使用矿渣微粉而引起的干
燥收缩裂缝以及提高因使用矿渣微粉而被降低的混凝土早期强度。本 发明制备的改性超细粒化高炉矿渣微粉也可以作为水泥生产的中间 体，按50%—70°/。的高比列和42. 5、 52.5、 62. 5级普通硅酸盐水泥复 合，配制成为水化热低、流动度好、干缩裂紋小、耐久性优越的各同 等级矿渣硅酸盐水泥。本发明制备的改性超细粒化高炉矿渣微粉使高 炉粒化矿渣的潜在活性得到了最充分的发挥，为矿渣硅酸盐水泥生产 开通了一条低能耗，零排发，并使脱硫石膏固体废弃物可循环利用的 绿色通道。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述， 一种改性超细粒化高
炉矿渣微粉的制备方法，包括下列步骤将粒化高炉矿渣经立磨研磨 至比表面积400 - 440 m2/kg,符合S95级的矿渣微粉引入到卧式球磨 机中，在研磨时往磨内喷入已复配好的液体助磨剂和固体激发剂，研 磨10 20分钟，使矿渣微粉的棱片状物理外观变为球状型，比表面积 提高到480 - 580 nf/kg,即得到所述改性超细粒化高炉矿渣微粉；其 中，所述液体助磨剂加入量是矿渣微粉重量的1~3%。，液体助磨剂 选自组合物甲或组合物乙，组合物甲的组成为三乙醇胺O. 1-0.5 %。、异丙醇O. 1~0. 3%。、氯化钠0. 2~0. 4%。、木钾O. 6~3%。，组合 物乙的组成为三乙醇胺O. 1~0. 5%。、异丙醇O. 1~0. 3%。、氯化钙 0. 1 ~ Q. 3%。、糖钙0. 6 ~ 2%。，所述固体激发剂加入量是矿渣微粉重 量的5. 02-15.8%,所述固体激发剂选自组合物丙或组合物丁，组合 物丙的组成为脱硫石膏(硫酸钩)5 ~15%、纳米二氧化硅O. 1 ~
0. 3%。，组合物丁的组成为脱硫石膏(硫酸锅)5~15%、纳米二氧 化硅0. 1 ~ 0. 3%。、硫酸钠0. 1 ~ 0. 5%。。
上述改性超细粒化高炉矿渣微粉作为矿物掺合料可用于混凝土 中，其在混凝土中替代水泥的量占胶凝材料总量的40%~70%。
上述改性超细粒化高炉矿渣微粉可作为水泥生产的中间体按 50%~70%的比例与42. 5、 52. 5或62. 5级普通硅酸盐水泥之一复合得 到相同等级矿渣硅酸盐水泥。
实施例1
1. 将粒化高炉矿渣经立磨研磨至比表面积410 mVkg的矿渣微粉6吨 引入卧式球磨机中。2. 将复配好的三乙醇胺0. 5%。，异丙醇O. 2%。，氯化钠O. 1%。，木钙 1.5%。，及适量的水组成助磨剂按立磨矿渣微粉重量的3%。比例均匀 地喷入到卧式球磨机的物料中。
3. 将复配好的固体激发剂按15. 8%比例，其中含脱硫石膏(硫酸钙) 15.78%,纳米Si02 0.2%。，均匀地加入到卧式球磨机的物料中。
4. 卧式球磨机粉磨15分钟，即得改性超细粒化高炉矿渣微粉。
5. 上述改性超细粒化高炉矿渣微粉，其技术指标达到
比表面积515mVkg,其外观物理形状为球型。 活性指数3d 91%
7d 102%
28 115% 流动度比102% 含水量(质量分数)0.68% 三氧化硫(质量分数)3. 5 /。 氯离子(质量分数)0.025% 烧失量(质量分数)1.1%
6. 将上述改性超细粒化高炉矿渣微粉按70: 30比例和42. 5级普通 硅酸盐水泥复合可成为42. 5级矿渣硅酸盐水泥。3天抗压强度为 23. 90MPa; 28天抗压强度为48. 20MPa都达到国家标准的规定数值以7.将上述改性超细粒化高炉矿渣微粉按50: 50比例和42. 5级普通 硅酸盐水泥复合可成为42. 5级矿渣硅酸盐水泥。3天抗压强度 为 26. 5MPa; 28天抗压强度为59. 70MPa。明显高于国家标准规定的 数值以上。
实施例2
1. 将粒化高炉矿渣经立磨研磨至比表面积430 nf/kg的矿渣微粉6 吨，引入卧式球磨机中。
2. 将复配好的三乙醇胺0. 15%。，异丙醇O. 12%。，氯化钙G. 12%。,, 糖每0. 6%。及适量的水组成的助磨剂按1%。均匀地喷入到卧式球磨机 的物料中。
3. 将复配好的固体激发剂按5. 02%比例，其中含脱硫石膏(硫酸 钩)4. 99°/。和硫酸钠0. 2%。，纳米二氧化硅0. 1%。均匀地加入到卧式球 磨机的物料中。
4. 卧式球磨机粉磨20分钟，即得到改性超细粒化高炉矿渣微粉。
5. 上述超细粒化高炉矿渣微粉，其技术指标达到
比表面积570 m2/kg,其物理外观形状为球型。 活性指数3d 95%
7d 画
28 111%
流动度比110%含水量(质量分数)G. 46%
三氧化硫(质量分数)2. 05%
氯离子(质量分数)0.015%
烧失量(质量分数)1.3%
6.将上述改性超细粒化高炉矿渣微粉按5G: 50比例和52. 5级普通 硅酸盐水泥复合可成为52. 5级矿渣硅酸盐水泥。3天抗压强度为 28. 71MPa, 28天抗压强度为68. 27MPa;和62. 5级普通硅酸盐水泥复 合可成为62. 5级矿渣硅酸盐水泥。3天抗压强度达到33. 65MPa; 28 天抗压强度达到71.61MPa。
所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方 案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种改性超细粒化高炉矿渣微粉的制备方法，包括下列步骤将粒化高炉矿渣经立磨研磨至比表面积400～440m2/kg，S95级的矿渣微粉引入到卧式球磨机中，在研磨时往磨内喷入已复配好的液体助磨剂和固体激发剂，研磨10～20分钟，使矿渣微粉的棱片状物理外观变为球状型，比表面积提高到480～580m2/kg，即得到所述改性超细粒化高炉矿渣微粉；其中，所述液体助磨剂加入量是矿渣微粉重量的1～3‰，液体助磨剂选自组合物甲或组合物乙。组合物甲的组成为三乙醇胺0.1～0.5‰、异丙醇0.1～0.3‰、氯化钠0.2～0.4‰、木钙0.6～3‰，组合物乙的组成为三乙醇胺0.1～0.5‰、异丙醇0.1～0.3‰、氯化钙0.1～0.3‰、糖钙0.6～2‰，所述固体激发剂加入量是矿渣微粉重量的5.02～15.8％，所述固体激发剂选自组合物丙或组合物丁，组合物丙的组成为脱硫石膏(硫酸钙)5～15％、纳米二氧化硅0.1～0.3‰，组合物丁的组成为脱硫石膏(硫酸钙)5～15％、纳米二氧化硅0.1～0.3‰、硫酸钠0.1～0.5‰。
2. 权利要求1制备的改性超细粒化高炉矿渣微粉作为矿物掺合料可用 于混凝土中，其在混凝土中替代水泥的量占胶凝材料总量的40%~70%。
3. 权利要求1制备的改性超细粒化高炉矿渣微粉可作为水泥生产的中 间体按50%~70%的比例与42.5、 52. 5或62. 5级普通硅酸盐水泥之一复合得到相同等级矿渣硅酸盐水泥。
全文摘要
本发明公开了一种改性超细粒化高炉矿渣微粉的制备方法以及改性超细粒化高炉矿渣微粉作为凝胶材料在建筑领域中的应用。其方法是将粒化高炉矿渣经立磨研磨至比表面积400～440m<sup>2</sup>/kg符合S95级的矿渣微粉引入卧式球磨机中，在研磨时往磨内喷入已复配好的液体助磨剂和固体激发剂，研磨10～20分钟，使其棱片状的物理外观变为球状型，比表面积提高到480～580m<sup>2</sup>/kg，即完成改性。上述改性超细粒化高炉矿渣微粉在混凝土中替代水泥的量可占胶凝材料总量的40％～70％，也可以作为水泥生产的中间体按40％～70％的比例与42.5、52.5或62.5级普通硅酸盐水泥之一复合得到相同等级的矿渣硅酸盐水泥。
文档编号C04B5/00GK101434458SQ20081020470
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者曹栋樑, 陆文雄 申请人:上海海笠工贸有限公司;上海大学