专利名称：凝灰岩膨胀剂的制作方法
技术领域：
本发明是一种混凝土或砂浆膨胀剂，按比例掺入混凝土或砂浆中，可补偿混凝土的收缩，提高抗裂、抗渗能力，改善建筑性能。
与本发明相近的技术有水泥膨胀材料的制造方法，如《日本特许公报》昭47-2506揭示的硫铝酸钙系膨胀材料，昭56-23936揭示的石灰系水泥膨胀材料的组成物，《发明专利公报》(申请号85100902·6)揭示的复合混凝土膨胀剂及其制造方法，《施工技术》(1987，No.5)U型混凝土膨胀剂等，它们都具有提高混凝土抗裂、抗渗的作用。在制造工艺上，它们都是需要“两磨、一烧”的，煅烧温度为1300～1500℃，制造工艺复杂，有的还需要高铝矾土作原料，因此成本高，且石灰系和复合膨胀剂容易风化，保存期短。《膨胀混凝土》(中国铁道出版社，1990年)报导的明矾石膨胀剂虽然生产工艺比较简单，但是该膨胀剂的碱(K2O，Na2O)含量较高，在存在活性骨料的情况下，易发生碱-骨料反应，影响工程的耐久性。
本发明针对膨胀剂现有技术的不足，研制出一种凝灰岩膨胀剂。将贮量丰富的凝灰岩(或高铝粘土)经600～900℃煅烧，用组成为46～56%的煅烧凝灰岩(重量比)，和44～54%的二水石膏，共同粉磨，粉磨细度为0.08毫米筛筛余3～10%(该膨胀剂的SO3含量为20～29%)，即可制成本发明凝灰岩膨胀剂。所用原料，煅烧凝灰岩中Al2O3含量为20～50%，二水石膏中SO3含量为34～50%。
将本发明10～12%掺入普通水泥中(重量比)就可制备补偿收缩混凝土或砂浆，提高抗裂、防渗能力，延长建筑物的使用寿命。
凝灰岩的煅烧在砖砌窑中，先放一层木材，放一层煤，上面放一层凝灰岩块，再放一层煤，一层凝灰岩块，一层层的堆上去，点火煅烧。随着火势的上升，再继续堆高，最后在上面复盖一层粘土或粉状铁粉等物料来保温。煅烧温度为600～900℃，冷却后即可使用。
本发明基于钙矾石是产生膨胀的根源，钙矾石是依靠煅烧凝灰岩提供活性Al2O3，石膏提供SO3和水泥水化析出的Ca(OH)2之间的相互反应而形成的。在CaO-Al2O3-SO3-H2O系统中，只要存在活性Al2O3，SO-24和Ca(OH)2或CaO就能形成钙矾石而产生膨胀。
本发明开辟了另一活性Al2O3的来源，即在600-900℃煅烧下的凝灰岩可以提供活性Al2O3，具有很大的意义。
与混凝土膨胀剂现有技术相比，本发明的原料来源广，价格低，制造方法上只需一次粉磨，省去一般膨胀剂磨制生料的过程;本发明只有占一半左右的凝灰岩需要煅烧，且煅烧温度比现有膨胀剂低一倍，节省能耗，因此生产工艺简单，成本低。本发明的碱含量很低，无碱骨料反应，可保证工程的长期稳定性与耐久性。另外本发明不易风化，保存期两年以上。
实施例一原料化学成份表1
<p>凝灰岩膨胀剂的组成与化学成份表2
凝灰岩膨胀剂的物理性能(续表2)
上述试验凝结时间初凝2∶20～3∶50，终凝3∶05～4∶50。安定性优。
试验表明，按混凝土膨胀剂国家标准进行试验，掺加本膨胀剂的砂浆强度，随着膨胀剂中石膏含量的增多而下降，而膨胀量随着石膏含量的增多而加大;但膨胀剂的石膏含量≥75%时，石膏量增加膨胀反而减少。
实施例二为了找出本膨胀剂的配比范围，探讨不同标号的基础水泥对其性能的影响，我们又作了下列试验。
凝灰岩膨胀剂的组成与化学成份表3<
<p>凝灰岩膨胀剂的物理性能(续表3)
上述试验初凝时间2∶20～4∶00，终凝3∶00～5∶00，安定性优。
编号11-1是用的编号11膨胀剂;编10-1是用的编号10膨胀剂。
表2、表3的试验表明①凝灰岩膨胀剂的组成是煅烧凝灰岩46～56%，二水石膏44～54%(重量比)。二水石膏比例≥58%，其强度下降较多，不能满足膨胀剂国家标准对强度的要求;而二水石膏若小于44%，则膨胀量太小，不能满足国家标准对膨胀量的要求，也起不到抗裂、防渗的作用。
②膨胀剂的粉磨细度为0.08mm筛筛余是3～10%。
③制备砂浆或混凝土时，本发明的掺加量为10～12%，其1∶2砂浆的限制膨胀率为0.03～0.08%，1∶2.5砂浆28天抗压强度为49～53MPa，达到膨胀剂国家标准一级品的要求。
④限制条件下比自由条件下其强度提高5%左右。
⑤总SO3含量(膨胀剂掺入的SO3与基础水泥掺入SO3的总和)为4.4～5.9%时，效果最佳。
实例三凝灰岩膨胀剂组成与化学成份表4<
>凝灰岩膨胀剂的物理性能(续表4)
上述试验的凝结时间和安定性均合格。
试验表明，600～900℃煅烧的高铝粘土与二水石膏共同粉磨，也可制造膨胀剂，这说明煅烧的凝灰岩也可用煅烧的铝粘土代替。
权利要求
1.本发明是一种用于混凝土或砂浆的凝灰岩膨胀剂，其特征是凝灰岩膨胀剂是由重量比在46～56%的经600～900℃煅烧的凝灰岩和重量比为44～54%的二水石膏共同粉磨至细度为0.08毫米筛筛余是3～10%(重量比)的粉末。
2.如权利要求1所说的凝灰岩膨胀剂，其特征是煅烧的凝灰岩其Al2O3含量为重量比20～50%，煅烧凝灰岩也可以用煅烧的高铝粘土代替。
3.如权利要求1所说的凝灰岩膨胀剂，其特征是二水石膏的SO3含量为重量比34～50%，也可用无水石膏代替二水石膏。
4.如权利要求1所说的凝灰岩膨胀剂，其特征是在普通水泥中掺入10～12%(重量比)的凝灰岩膨胀剂，可以制备补偿收缩混凝土或砂浆。
全文摘要
本发明是一种水泥、混凝土膨胀剂，在制备混凝土或砂浆时掺入10～12％，可制备补偿收缩混凝土或砂浆，获得0.03～0.08％的限制膨胀率，提高抗裂防渗能力。凝灰岩膨胀剂是由46～56％的经600～900℃煅烧的凝灰岩和44～54％的二水石膏，共同粉磨而成的粉末，粉磨细度为3～10％。
文档编号C04B22/14GK1069956SQ9110853
公开日1993年3月17日 申请日期1991年9月5日 优先权日1991年9月5日
发明者张秀兰 申请人:张秀兰