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混凝土用氧化镁膨胀剂
时间：2020年5月17日
来源：安徽省庐江明矾矿
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品 名： 混凝土用氧化镁膨胀剂
价 格： 2000元/吨
生产厂家：安徽省庐江矾明矾矿
执行标准：混凝土用混凝土用氧化镁膨胀剂:CBMF 19-2017
监制单位：中国建材部 |
混凝土用氧化镁膨胀剂通过氧化镁外掺复合用在膨胀剂中常用的原料，最新国家标准CBMF
19-2017，混凝土用氧化镁膨胀剂最早是在我国水利、水电等大体积混凝土构筑物领域有应用。使用氧化镁作为膨胀剂原料的原理是利用氧化镁延迟性的微膨胀变形来补偿大体积混凝土的长时间的温降过程中的温度变形，从而显著简化温控措施、加快建设进度，降低工程成本。通常使用的氧化镁包括普通的氧化镁、轻烧氧化镁、重烧氧化镁等。
常用混凝土用氧化镁主要生产来源有两种：
一种是直接把白云石或菱镁矿引入水泥窑中取代部分石灰石制备氧化镁水泥，氧化镁水泥中的氧化镁是高温下(通常高于1300℃)烧制的。高温烧制使得煅烧得到的氧化镁处于“死烧”状态，活性低，产品重量不稳定。此种氧化镁常温常压下需要20年以上才水化完成，反应速度极慢。因而担心在混凝土工程中应用后，无法控制后期膨胀，致使混凝土开裂，影响工程安全。
一种是直接把白云石或菱镁矿大块物料，和煤粉进行分层填充，引入石灰窑中进行煅烧，由操作工人在观火孔进行观测、捅料、筛选出料。这种生产操作方式人工成本高、人力投入太多、生产操作难，由于人工操作水平不一，生产的产品产量、重量极不稳定，尤其是其活性度及品质根本无法保证，由于传统石灰窑没有有效的布料、混料、排料、布风等设备，使窑内温度无法控制，出现严重的生烧、过烧现象也无法解决。因此产品活性度非常低。另一方面，传统窑窑型的限制无法进行环保治理，工人体力劳动严重，工作环境条件恶劣。环境污染严重。
活性氧化镁具备的延迟性膨胀性能在控制大体积混凝土温度收缩裂缝上效果是公认的，尤其在我国水泥水电筑坝技术上应用的较为广泛。
但是目前市场上用的混凝土氧化镁烧成重量不均匀，活性度难以保证、对混凝土收缩的效果不易控制。
技术实现要素：
针对现有氧化镁存在的不足和缺陷，本发明的目的在于提出一种以天然含镁矿石如菱镁矿为主要原料，任选结合如白云石等含镁矿源，利用如回转窑式回转设备，控制煅烧生产混凝土用氧化镁的制备方法。本发明的制备方法是对现有氧化镁煅烧技术的改进，通过控制煅烧条件，最终获得具有所需的活性度且重量均匀，并且能够连续生产的混凝土用氧化镁。
本发明提供了一种混凝土用氧化镁的制备方法，包括下列步骤：a)提供菱镁矿，以及任选结合的其它含镁矿源的原料矿源；b)在回转设备中，在800-1100℃控制煅烧该矿源物，得到煅烧氧化镁；c)将所得到的煅烧氧化镁研磨成粉末，原料其中，所述回转设备的运行速度为0.3-1.5转/分钟。
步骤a)中所述原料矿源中其它含镁矿源包括选自下列的含镁矿源：白云石、光卤石。其它含镁矿源的含量为0-20％重量；或者其它含镁矿源的含量为0％重量、菱镁矿的含量为100％重量；或者其它含镁矿源的含量为1-20％重量，优选1-15％重量，更优选1-10％重量。矿源原料的平均粒径为10mm-150mm，优选15mm-100mm,更优选20-80mm，更优选30mm-70mm，还更优选30mm-60mm，最优选为40-50mm。
步骤b)的煅烧时间为30分钟-90分钟，优选煅烧时间为40分钟-60分钟。回转设备优选为回转窑。回转窑的转速通常小于1.5转/分钟，优选小于等于1.2转/分钟，优选小于等于1.0转/分钟，更优选小于等于0.8转/分钟，还更优选小于等于0.6转/分钟，且优选大于0.3转/分钟。
控制步骤b)的煅烧条件，包括精选燃料，优选使用气体或液体燃料进行煅烧，优选所述燃料选自包括下列的组：天然气、煤气、汽油、柴油。煅烧时所用燃料的热值≥1450kcal/Nm3。优选，步骤b)中燃烧时所用燃料的热值为小于等于9500kcal/Nm3，优选9000-9500kcal/Nm3的I类天然气。或者，步骤b)煅烧时使用的燃料为两段式热脱焦煤气站制备，且其中所述两段式热脱焦煤气站制备的煤气的煤气压力3500～2500Pa，焦油含量≤50mg/m3，煤气含尘量≤100mg/m3，煤气产量≥4500m3/h。除精选燃料外，还需要选择燃烧方式，如通过燃烧器燃烧，且该燃烧器包含火焰检测器、温控仪、火力调解设备、温度监控系统。燃烧器呈层燃式燃烧形式，优选燃烧能力为小于等于2000×104kcal/h。
经过步骤后c)，氧化镁的细度为80μm筛筛余小于5.0％重量，优选小于4.0％重量，更优选小于3.0％重量。
煅烧后氧化镁的烧失量小于5.0％重量，优选小于3％重量，更优选小于2％重量。
本发明还提供上述方法制备的氧化镁，该氧化镁的活性反应时间为40-350秒，优选60-320秒，更优选100-300秒，匀质性为±20秒，优选±10秒,更优选±5秒。通过精选控制煅烧条件，控制煅烧所需热量为，2.36×106≤Q＜2.47×106、2.47×106≤Q＜2.49×106、2.49×106≤Q＜2.52×106kcal,以熟料每吨计。通过本发明的方法，得到的氧化镁的活性反应时间为40-400秒，优选100-300秒范围内。通过控制煅烧条件在800-900℃、901-1000℃、1001-1100℃；煅烧速度为回转窑为小于0.8转/分钟、1.0转/分钟、0.6转/分钟，得到平均活性(活性反应时间)在300秒以下且在±20秒以内，优选高于100秒±20秒，更优选高于200秒±10秒的高活性氧化镁。对应地，氧化镁活性范围在40-100秒范围内时，其水养胶砂限制膨胀率7d≥0.03％，28d≥0.05％，60d≥0.07％，90d≥0.09％。氧化镁活性范围在101-200秒范围内时，其水养胶砂限制膨胀率7d≥0.02％，28d≥0.04％，60d≥0.06％，90d≥0.09％。氧化镁活性范围在201-300秒范围内时，其水养胶砂限制膨胀率7d≥0.02％，28d≥0.03％，60d≥0.05％，90d≥0.10％。
本发明的方法具有以下的优点：
(1)本发明采用天然菱镁矿为主要原料，任选地结合含镁矿源，该原料资源广泛易得，制备工艺简单，成本低，社会经济效益大。
(2)本发明采用回转设备，如回转窑进行连续工业化生产，大幅提高混凝土用氧化镁产量、重量均匀性、活性。
(3)本发明采用如天然气或煤气等气体或液体的清洁能源燃料，通过控制煅烧条件，如根据矿源粒径、转速、燃料用量、通风等条件控制温度场，充分利用温控设备。本发明所生产的混凝土用氧化镁活性度可根据煅烧温度进行灵活调控，生产选择性高。本发明的煅烧成品混凝土用氧化镁重量稳定，烧失量小，极少出现生烧、过烧现象。
图3对煅烧后的氧化镁进行SEM扫描测试的检测结果。其中，图3(a)是约800℃煅烧氧化镁的检测结果；图3(b)是约900℃煅烧氧化镁的检测结果；图3(c)是约1000℃煅烧氧化镁的检测结果；图3(d)是约1100℃煅烧氧化镁的检测结果。
关键字：混凝土用氧化镁膨胀剂
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