专利名称：一种封闭混凝土高能延迟膨胀剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于混凝土膨胀剂，具体涉及一种对封闭条件下的水泥混凝土具有高能延迟膨胀功能的膨胀剂及其制备方法。
背景技术：
目前研制和工程应用的封闭条件下膨胀混凝土，如钢管高强膨胀混凝土、大体积混凝土工程的中心部位膨胀混凝土，其膨胀性能一般是通过在混凝土中掺加UEA、CAS等膨胀剂来实现，由于这些膨胀剂水化时间比较早，且膨胀源单一，对封闭混凝土地膨胀效能不高，膨胀时间主要表现为早期；另外在UEA、CAS膨胀剂的基础上引入MgO组分的多膨胀源膨胀剂，期望弥补UEA、CAS仅仅早期膨胀且膨胀率不高的缺陷，但由于混凝土处于封闭环境这个特殊条件下，外部水分无法进入补充由于水泥水化而消耗的水分，因而在水泥水化后期膨胀剂由于缺乏反应所需的水分而不能发生水化反应产生膨胀组分，不能对封闭混凝土产生后期补偿收缩作用，即延迟膨胀作用。所以现有膨胀剂在封闭混凝土硬化早期膨胀能不高，且后期其膨胀能力又不足，不能在混凝土硬化过程中产生全程持续膨胀，从而导致后期混凝土出现收缩。这对钢管混凝土工程而言，则会直接导致混凝土与钢管壁的脱粘，影响整个工程结构的稳定性和安全性；对大体积混凝土而言，则会在混凝土中心内部产生拉应力，当大体积混凝土的抗拉强度不够克服该拉应力时则会出现开裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对在封闭条件下的混凝土可以产生高能延迟微膨胀作用的膨胀剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是封闭混凝土高能延迟膨胀剂，它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝(20～35％)∶(10～20％)∶(3～8％)∶(3～8％)∶(20～35％)∶(5～10％)∶(5～10％)，各组份之和为100％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然或人工硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石或650℃～800℃锻烧的煤矸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔天然或人造集料，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂采用以下两种方法之一制备
1、封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然或人工硬石膏；多孔矿粉的原料为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石或650℃～800℃锻烧的煤矸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔天然或人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝(20～35％)∶(10～20％)∶(3～8％)∶(3～8％)∶(20～35％)∶(5～10％)∶(5～10％)进行混合、均化，最后进行装包、封存。
2、封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然或人工硬石膏；多孔矿粉的原料为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石或650℃～800℃锻烧的煤矸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔天然或人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝(20～35％)∶(10～20％)∶(3～8％)∶(3～8％)∶(20～35％)∶(5～10％)∶(5～10％)称量材料；3).将硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿石进行混合、粉磨至比表面积≥280m2/kg；4).将多孔材料破碎为5～9mm粒径颗粒，钢渣单独粉磨至比表面积为400～500m2/kg；5).最后将步骤3)和步骤4)所得材料之间进行混合、均化，最后进行装包、封存。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂的高能延迟膨胀原理如下
硫铝酸盐水泥熟料与硬石膏在水的作用下可以立即进行以下反应
实际上，只要溶液内有适当浓度的钙离子、铝酸盐和硫酸盐离子，就能形成钙矾石。在一般情况下，铝酸盐离子由C4A3SC3A、CA、C12A7、CA2等铝酸钙提供，二水硬石膏或无水硬石膏提供硫酸盐离子，C2S水化提供钙离子；而无水硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)则可同时提供上述各种离子。当液相中CaO浓度低时，Al2O3平衡浓度较高，钙矾石(AFt)析晶时的过饱和度小，析晶慢，晶形较大，并且远离原始固相表面，以分散状析出；而当液相中CaO浓度达到饱和时则相反，钙矾石很快团聚在原始固相表面以细小晶体呈辐射状析出并逐渐生长成粗壮结晶体。这两种钙矾石都具有使浆体膨胀的能力，不过前者分散填充在原来充水的空间，而后者以原始固相为依托，彼此交叉搭接，就具有更为显著的膨胀能力。本发明膨胀剂水化中有足够的碱度维持AFt以后种形式产生，从而具有高效能的膨胀能力。
经过900℃～1100℃锻烧的CaO和1100℃～1200℃锻烧的MgO，其中CaO大部分水化反应发生在混凝土体系水化的早期，MgO大部分水化反应发生混凝土体系水化的中期；钢渣中RO相可以使得膨胀剂具有后期膨胀性能，这主要是由于其RO相是在1500℃～1700℃条件下产生的，其热力史决定Mg、Ca相水化活性较低，但当其比表面积达到一定数值之后，其水化活性可以得到提高，因此本发明特别规定了钢渣粉的比表面积，保证钢渣RO相的水化反应发生在混凝土硬化后期。对该发明体系中的AFt、CaO、MgO、RO相作为膨胀源而言，其膨胀时间的不同从而保证了该膨胀剂能够持续膨胀，因为AFt的生成及CaO水化反应主要发生在混凝土体系的水化早期，而氧化镁的水化反应膨胀时间可以认为是在中期，而RO相的水化反应膨胀时间则可以认为是在后期，利用三种水化反应速度的不同，来调整膨胀速率，从而到达可持续膨胀的功能。CaO、MgO、RO相化学反应方程式如下
CaO+H2O＝Ca(OH)2
MgO+H2O＝Mg(OH)2
本发明中一个重要组成多孔材料即多孔矿粉与多孔材料，在膨胀混凝土体系中起到一个水源“补给站”的作用。由于膨胀混凝土施工过程中用到泵送技术，自由水与多孔材料在封闭条件下处于高压状态，使得沸石粉、多孔材料处于超水饱和状态。由于其多孔矿粉、多孔材料各自特殊的比表面积和孔结构，使得多孔矿粉在混凝土硬化早期作为微集料提高混凝土的密实度，促进混凝土的密实度；而混凝土硬化后期，由于混凝土体系中水泥石结构中毛细孔的水被不断消耗，毛细孔产生负压，与多孔材料孔内水压形成压力差，使得多孔材料孔中的自由水进入毛细孔为混凝土膨胀剂继续水化提供反应水，产生延迟膨胀效应，解决了处于封闭条件下混凝土无法得到外部水源而无法完成后期膨胀的问题，可有效治理钢管混凝土后期膨胀能不足、大体积混凝土晚期收缩和开裂等实际工程难题。
该高能延迟密闭混凝土膨胀剂的优点是膨胀效能高、膨胀时间长，碱含量低、增强、成本低、生产工艺简单。该膨胀剂掺量占总胶凝材料用量10～18％时，可以对封闭混凝土产生2.0～5.0MPa的自应力，其14天限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
具体实施例方式
实例1封闭混凝土高能延迟膨胀剂，它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝30％∶15％∶5％∶5％∶30％∶5％∶10％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔集料(如粘土陶粒)，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
上述封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然硬石膏；多孔矿粉的原料为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔集料(如粘土陶粒)，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝30％∶15％∶5％∶5％∶30％∶5％∶10％进行混合、均化，最后进行装包、封存。
该封闭混凝土高能延迟膨胀剂的指标如下掺量占总胶凝材料用量10～18％时，14d限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂必须处于干燥防潮的条件下，否则会结块失效。
其具体应用实例见表1。
实例2封闭混凝土高能延迟膨胀剂，它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝20％∶20％∶8％∶8％∶30％∶7％7％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为人工硬石膏；多孔矿粉为650℃～800℃锻烧的煤矸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔集料(如粘土陶粒)，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
上述封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为人工硬石膏；多孔矿粉的原料为650℃～800℃锻烧的煤矸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝20％∶20％∶8％∶8％∶30％∶7％∶7％进行混合、均化，最后进行装包、封存。
该封闭混凝土高能延迟膨胀剂的指标如下掺量占总胶凝材料用量10～18％时，14d限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂必须处于干燥防潮的条件下，否则会结块失效。
其具体应用实例见表2。
实例3封闭混凝土高能延迟膨胀剂，它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝30％∶10％∶3％∶7％∶30％∶10％∶10％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔集料(如粘土陶粒)，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
上述封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石，其需水量比在120％以上；多孔材料的原料为多孔集(如粘土陶粒)，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝30％∶10％∶3％∶7％∶30％∶10％∶10％进行混合、均化，最后进行装包、封存。
该封闭混凝土高能延迟膨胀剂的指标如下掺量占总胶凝材料用量10～18％时，14d限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂必须处于干燥防潮的条件下，否则会结块失效。
其具体应用实例见表3。
实例4封闭混凝土高能延迟膨胀剂，它由硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉(沸石粉、煤矸石等)和多孔材料、钢渣混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝35％∶10％∶5％∶5％∶35％∶5％∶5％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为人工硬石膏；多孔矿粉为650℃～800℃锻烧的煤矸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔集料(如粘土陶粒)，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
上述封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为人工硬石膏；多孔矿粉的原料为650℃～800℃锻烧的煤矸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝35％∶10％∶5％∶5％∶35％∶5％∶5％进行混合、均化，最后进行装包、封存。
该封闭混凝土高能延迟膨胀剂的指标如下掺量占总胶凝材料用量10～18％时，14d限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂必须处于干燥防潮的条件下，否则会结块失效。
其具体应用实例见表4。
实例5封闭混凝土高能延迟膨胀剂，它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝35％∶20％∶3％∶7％∶20％∶10％∶5％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔人造集料，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
上述封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石，其需水量比在120％以上；多孔材料的原料为多孔人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积(勃氏比表面积)≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝35％∶20％∶3％∶7％∶20％∶10％∶5％进行混合、均化，最后进行装包、封存。
该封闭混凝土高能延迟膨胀剂的指标如下掺量占总胶凝材料用量10～18％时，14d限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
封闭混凝土高能延迟膨胀剂必须处于干燥防潮的条件下，否则会结块失效。
其具体应用实例见表5。
本发明应用实例
作为封闭混凝土的高能延迟膨胀剂在混凝土中掺入10％～18％的高能延迟膨胀剂，可得到具有很好力学性能和高能延迟微膨胀性能的水泥混凝土材料。其步骤为先按计量称好水泥、高能延迟膨胀剂、石、砂、水、固体减水外加剂FDN，然后将水泥、高能延迟膨胀剂、石、砂、固体减水外加剂分别倒入搅拌容器中，干拌30s使其混合均匀，然后将水徐徐倒入搅拌容器中搅拌30s，确保搅拌均匀后倒出成型，在振动台上振动30s，进行标养到龄期后按照国标测试其强度，限制膨胀率。部分实验结果如表1-5。
表1 掺实例1高能延迟膨胀剂封闭混凝土实施结果
表2 掺实例2高能延迟膨胀剂封闭混凝土实施结果
表3 掺实例3高能延迟膨胀剂封闭混凝土实施结果
表4 掺实例4高能延迟膨胀剂封闭混凝土实施结果
表5 掺实例5高能延迟膨胀剂封闭混凝土实施结果
权利要求
1.封闭混凝土高能延迟膨胀剂，其特征在于它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝20～35％∶10～20％∶3～8％∶3～8％∶20～35％∶5～10％∶5～10％，各组份之和为100％；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然或人工硬石膏；多孔矿粉为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石或650℃～800℃锻烧的煤矸石粉碎、磨细至≥280m2/kg的粉料，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔天然或人造集料，粒径范围为5～9mm，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa。
2.如权利要求1所述的封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然或人工硬石膏；多孔矿粉的原料为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石或650℃～800℃锻烧的煤矸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔天然或人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).将各种原料分别单独破碎、粉磨，多孔材料破碎至5～9mm粒径范围内，钢渣粉磨至比表面积为400～500m2/kg，其余粉磨至比表面积≥280m2/kg；3).然后按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝20～35％∶10～20％∶3～8％∶3～8％∶20～35％∶5～10％∶5～10％进行混合、均化，最后进行装包、封存。
3.如权利要求1所述的封闭混凝土高能延迟膨胀剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤1).选取硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉、多孔材料、钢渣；其中硫铝酸盐水泥熟料质量配比范围为C4A3S50～82％、C4AF3～13％、C2S5～37％；钢渣RO相Km(MgO/(FeO+MnO))＞1；CaO经过900℃～1100℃锻烧，MgO经过1100℃～1200℃锻烧；硬石膏为天然或人工硬石膏；多孔矿粉的原料为孔隙率为30～40％的天然多孔沸石或650℃～800℃锻烧的煤矸石，其需水量比在120％以上；多孔材料为多孔天然或人造集料，孔隙率为20～30％，吸水率为10～20％，表观密度1200-1500kg/m3，堆积密度700-1100kg/m3，筒压强度≥2.5MPa；2).按各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝20～35％∶10～20％∶3～8％∶3～8％∶20～35％∶5～10％∶5～10％称量材料；3).将硫铝酸盐水泥熟料、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿石进行混合、粉磨至比表面积≥280m2/kg；4).将多孔材料破碎为5～9mm粒径颗粒，钢渣单独粉磨至比表面积为400～500m2/kg；5).最后将步骤3)和步骤4)所得材料之间进行混合、均化，最后进行装包、封存。
全文摘要
本发明涉及一种对封闭水泥混凝土具有高能延迟膨胀作用的膨胀剂及其制备方法。封闭混凝土高能延迟膨胀剂，其特征在于它由硫铝酸盐水泥熟料、钢渣、CaO、MgO、硬石膏、多孔矿粉和多孔材料混合而成，其各组份质量配比为硫铝酸盐水泥熟料∶钢渣∶CaO∶MgO∶硬石膏∶多孔矿粉∶多孔材料＝20～35％∶10～20％∶3～8％∶3～8％∶20～35％∶5～10％∶5～10％，各组份之和为100％。该膨胀剂的优点是膨胀效能高、膨胀时间长、碱含量低、增强、成本低、工艺简单。该膨胀剂掺量占总胶凝材料用量10～18％时，可以对封闭混凝土产生2.0～5.0MPa的自应力，其14d限制膨胀率0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
文档编号C04B22/00GK1772692SQ20051001947
公开日2006年5月17日 申请日期2005年9月22日 优先权日2005年9月22日
发明者胡曙光, 丁庆军, 王红喜, 吕林女, 何永佳, 彭艳周, 邹定华, 王发洲, 曹传林, 马立军, 周明凯 申请人:武汉理工大学