一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土矿物掺和料应用，尤其涉及一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉及其制备方法。

背景技术：

1、粉煤灰和矿渣粉等传统矿物掺和料是保证高速铁路高性能混凝土耐久性的必要组成部分。高原地区矿物掺和料严重短缺，且运输困难，运输成本较高且质量不稳定。因此寻找粉煤灰和矿渣粉等传统矿物掺和料的替代品是高铁建设工程亟待解决的问题。

2、岩浆岩又称火成岩，是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石，有明显的矿物晶体颗粒或气孔，约占地壳总体积的65％，总质量的95％。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体，是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程，称为岩浆作用。岩浆岩亦称“火成岩”。岩浆侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的岩石，是组成地壳的主要岩石，分侵入岩和喷出岩两种，前者由于在地下深处冷凝，故结晶好，矿物成分一般肉眼即可辨认，常为块状构造，按其侵入部位深度的不同，分深成岩和浅成岩；后者为岩浆突然喷出地表，在温度、压力突变的条件下形成，矿物不易结晶，常具隐晶质或玻璃质结构，一般矿物肉眼较难辨认，常见的岩浆岩有花岗岩、花岗斑岩、流纹岩、正长岩、粗面岩、闪长岩、安山岩、辉长岩和玄武岩等。

3、高原地区高速铁路隧道占比超过60％，隧道掘进过程中产生的洞渣，母岩满足规范要求的能够用来加工碎石、机制砂等，能够有效节约工程成本。生产过程中形成的石粉加以收集，经过检测合格后用来替代部分胶凝材料，达到降低工程成本的目的。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉及其制备方法，通过采用胶凝材料配伍技术，为火成岩石粉作为掺和料引入混凝土中提供数据支撑，实现隧道洞渣生产的火成岩石粉的高效利用，用以解决传统矿物掺和料紧缺的问题，达到降低施工成本，保护生态环境的目的。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、本发明提供了一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，按质量百分含量计，所述铁路高性能混凝土的原料配比包括：80％～90％的火成岩石粉母岩，0～5％的助磨剂，5％～20％的增强组分，0～5％的孔隙调节组分。

3、进一步地，所述的火成岩石粉母岩为玄武岩、安山岩或流纹岩中的一种或多种组合物。

4、进一步地，所述的助磨剂为二乙醇单异丙醇胺或二水石膏中的一种。

5、进一步地，所述的增强组分选用sio2含量不低于92％的硅灰。

6、进一步地，所述的孔隙调节组分为硅丙胶粉、氟代聚丙烯酸酯胶粉或醇酸-丙烯酸胶粉中的一种或两种组合物。

7、进一步地，所述的铁路高性能混凝土用火成岩石粉的性能指标满足：碳酸钙含量≥75％，细度≤15％，7d活性指数≥75％，28d活性指数≥75％，流动度比≥100％，亚甲蓝值≤1.4g/kg。

8、本发明还提供了一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉的制备方法，所述方法包括以下步骤：

9、步骤s1、首先将火成岩石粉母岩投入球磨机中，按配比加入助磨剂，磨细至一定比表面积，得到磨细火成岩石粉；

10、步骤s2、然后将磨细火成岩石粉加入高速搅拌机中，同时按配比加入增强组分和孔隙调节组分，高速搅拌混合均匀后出料，得到铁路高性能混凝土用火成岩石粉。

11、进一步地，所述磨细火成岩石粉的比表面积为400m2/kg～600m2/kg。

12、进一步地，步骤s1中，球磨机的参数包括：球磨转速为36r/min～38r/min，球磨时间为30min～60min，进料粒度＜20mm，出料粒度＜0.075mm。

13、进一步地，步骤s2中，高速搅拌机的参数包括：搅拌速度为1500r/min～2000r/min，搅拌时间为30min～60min。

14、本发明的技术效果和优点：

15、本发明将火成岩石粉作为胶凝材料三元体系的一元，首先按照gb/t 176-2017、gb/t8074-2008、tb 10102-2023等方法分别得出水泥、火成岩石粉的化学、细度等参数。然后根据环境对于掺合料掺配比例要求，在其范围内按照gb/t 1346-2011对胶凝材料体系的标准稠度用水量和凝结时间进行检测，得出标准稠度用水量小、凝结时间适合现场施工的掺配比例范围。最后再根据gb/t 17671-2021进行水泥胶砂强度试验，以3d强度推测28d强度发展情况，选定胶凝材料最佳配伍比例。

16、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，其特征在于，按质量百分含量计，所述铁路高性能混凝土用火成岩石粉的原料配比包括：80％～90％的火成岩石粉母岩，0～5％的助磨剂，5％～20％的增强组分，0～5％的孔隙调节组分。

2.根据权利要求1所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，其特征在于，所述的火成岩石粉母岩为玄武岩、安山岩或流纹岩中的一种或多种组合物。

3.根据权利要求1所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，其特征在于，所述的助磨剂为二乙醇单异丙醇胺或二水石膏中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，其特征在于，所述的增强组分选用sio2含量不低于92％的硅灰。

5.根据权利要求1所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，其特征在于，所述的孔隙调节组分为硅丙胶粉、氟代聚丙烯酸酯胶粉或醇酸-丙烯酸胶粉中的一种或两种组合物。

6.根据权利要求1所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉，其特征在于，所述的铁路高性能混凝土用火成岩石粉的性能指标满足：碳酸钙含量≥75％，细度≤15％，7d活性指数≥75％，28d活性指数≥75％，流动度比≥100％，亚甲蓝值≤1.4g/kg。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的铁路高性能混凝土用火成岩石粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉的制备方法，其特征在于，所述磨细火成岩石粉的比表面积为400m2/kg～600m2/kg。

9.根据权利要求7所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉的制备方法，其特征在于，步骤s1中，球磨机的参数包括：球磨转速为36r/min～38r/min，球磨时间为30min～60min，进料粒度＜20mm，出料粒度＜0.075mm。

10.根据权利要求7所述的一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉的制备方法，其特征在于，步骤s2中，高速搅拌机的参数包括：搅拌速度为1500r/min～2000r/min，搅拌时间为30min～60min。

技术总结本发明公开了一种铁路高性能混凝土用火成岩石粉及其制备方法，涉及混凝土矿物掺和料应用技术领域，按质量百分含量计，所述铁路高性能混凝土用火成岩石粉的原料配比包括：80％～90％的火成岩石粉母岩，0～5％的助磨剂，5％～20％的增强组分，0～5％的孔隙调节组分。本发明通过采用胶凝材料配伍技术，为火成岩石粉作为掺和料引入混凝土中提供数据支撑，实现隧道洞渣生产的火成岩石粉的高效利用，用以解决传统矿物掺和料紧缺的问题，达到降低施工成本，保护生态环境的目的。技术研发人员：张海涛,朱力,章国辉,另本春,宋涛,梁长伟,姬家星,陈永华,甄善彬,何云发,张文宇受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4