本发明属于建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种改性混凝土膨胀剂的制备方法。
背景技术：
：混凝土膨胀剂是一种与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧化钙，使混凝土产生体积膨胀的外加剂，主要应用于地下建筑物，液状材料容池，高强度公路路面、桥梁混凝土面层、涵洞，预制构件、框架结构接头的锚接、管道接头等领域。用于水泥或水泥混凝土中的膨胀剂的功能是使硬化后的混凝土产生一定的体积膨胀，减少水泥或水泥混凝土硬化早期产生的收缩裂缝。混凝土在凝结初期或硬化过程中，由于水泥自身水化或失水等问题，使得混凝土结构出现干缩、冷缩和自身体积收缩的现象。当收缩值大于混凝土的极限拉伸值时，就会破坏混凝土的结构，造成开裂。混凝土膨胀剂作为一种新型混凝土外加剂，它可以与水泥、水反应产生体积变大的结晶，使混凝土体积膨胀，产生一定预应力，有助于控制混凝土的收缩开裂，保护混凝土结构。目前，混凝土膨胀剂的种类多样，申请号201510107822.4的发明专利申请公开了一种采用镁渣等原料制成的混凝土用膨胀剂，可以解决现有膨胀剂不适于补偿大体积水工混凝土收缩的问题；申请号为201310720154.3的发明专利申请公开了一种采用氟石膏粉、粉煤灰等原料制成的环保型混凝土抗裂膨胀剂，抗裂补漏效果好；申请号为201510198236.5的发明专利申请公开了一种采用含铝工业废渣为原料制成的混凝土高效膨胀剂，活性al2o3溶出量较多，膨胀效能较高。虽然目前的混凝土膨胀剂已经得到了广泛应用，但现在市场上的混凝土膨胀剂存在膨胀率不高，膨胀率与混凝土强度发展不协调，膨胀效果的持续稳定性较差等问题。我国目前市场上流通较广泛的混凝土膨胀剂当属基于钙矾石的硫铝酸盐型膨胀剂，这类钙矾石型膨胀剂早期膨胀发挥过快的特性决定了这类混凝土膨胀剂只有在限制条件下才能发挥作用，即限制膨胀补偿限制收缩，其对目前建筑行业中大量无钢筋限制或限制条件较小的工程或部分结构(道路、墙体)起不到应有的补偿作用。并且此类混凝土膨胀剂对收缩的补偿主要发生在水化早期，对水泥基材料的中后期收缩补偿作用不明显。综上所述，因此需要一种更好的混凝土膨胀剂来改善现有技术的不足。技术实现要素：本发明的目的是提供一种改性混凝土膨胀剂的制备方法，本发明的制备方法简单，制备的膨胀剂的膨胀率与混凝土强度发展一致，硬化后的混凝土质量好，抗压性能、抗折性能优异，具有良好的经济效益和环保效益。本发明提供了如下的技术方案：一种改性混凝土膨胀剂的制备方法，包括以下制备步骤：a、将镍渣、脱硫石膏和高铝粉煤灰混合均匀，用球磨机球磨30-50min，得到粉末；b、将纳米碳酸钙和纳米氧化镁进行高压碾压并混合均匀，再兑水调和成浓度为60-80％的浆液，升温至150-180℃，搅拌混合并滴加浆液总质量5-9％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，保温加热40-60min，得到活化浆液；c、将步骤a的粉末和步骤b的活化浆液混合均匀，再加入改性溶液a，在1000-1200r/min的搅拌速度下搅拌30-50min，再置于60-80℃下烘干，得到混合物一；d、将混合物一与改性溶液b按体积比2:7混合并搅拌均匀，在60-80℃下干燥3-4h后，即可得到成品。优选的，所述改性混凝土膨胀剂包括以下重量份的原料：镍渣28-35份、脱硫石膏22-28份、高铝粉煤灰19-26份、纳米碳酸钙24-35份、纳米氧化镁28-32份、水45-56份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷18-24份、改性溶液a12-22份和改性溶液b15-20份。优选的，所述步骤a的脱硫石膏是在160-180℃蒸汽养护箱中，蒸汽养护2-3天后，将其置于马弗炉中，在氮气保护下，对其加热升温至220-250℃，控制升温速率为5-8℃/min，煅烧30-40min后，继续升温加热对其煅烧，控制升温速率为5-10℃/min，待温度升至800-1000℃后，保温煅烧40-60min，随后静置冷却至常温，制备而得。优选的，所述步骤c的改性溶液a为将苯酚添加至无水乙醇中，搅拌混合并滴加ph调节剂，调节溶液ph至4-5.5，随后加热升温至50-65℃，搅拌混合20-25min，制备得改性溶液。优选的，所述苯酚与至无水乙醇按体积比2:5混合。优选的，所述ph调节剂为质量浓度为15-18％的盐酸溶液。优选的，所述步骤d的改性溶液b为微晶纤维素与二氯甲烷搅拌按固液比1:3混合后，再添加保护液搅拌均匀制得。优选的，所述保护液由去离子水、明胶和烷基酚聚氧乙烯醚搅拌混合制得。本发明的有益效果是：本发明的制备方法简单，制备的改性膨胀剂的膨胀率与混凝土强度发展一致，硬化后的混凝土质量好，抗压性能、抗折性能优异，具有良好的经济效益和环保效益。本发明所用的镍渣、脱硫石膏、粉煤灰均来源于工业固体废弃物，来源丰富，成本低廉，实现对镍渣的有效回收利用，产品附加值高。本发明制备的改性混凝土膨胀剂具有较高的自由膨胀率，且膨胀效果持续、稳定，可以有效补偿混凝土各个龄期所产生的收缩。本发明的制备周期短，操作简单。对制备设备没有特殊要求，因此适合工业化大规模生产制造。具体实施方式实施例1一种改性混凝土膨胀剂的制备方法，包括以下制备步骤：a、将镍渣、脱硫石膏和高铝粉煤灰混合均匀，用球磨机球磨30-50min，得到粉末；b、将纳米碳酸钙和纳米氧化镁进行高压碾压并混合均匀，再兑水调和成浓度为60％的浆液，升温至150℃，搅拌混合并滴加浆液总质量7％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，保温加热60min，得到活化浆液；c、将步骤a的粉末和步骤b的活化浆液混合均匀，再加入改性溶液a，在1200r/min的搅拌速度下搅拌50min，再置于60℃下烘干，得到混合物一；d、将混合物一与改性溶液b按体积比2:7混合并搅拌均匀，在80℃下干燥3h后，即可得到成品。改性混凝土膨胀剂包括以下重量份的原料：镍渣35份、脱硫石膏28份、高铝粉煤灰26份、纳米碳酸钙35份、纳米氧化镁32份、水56份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷24份、改性溶液a22份和改性溶液b20份。步骤a的脱硫石膏是在180℃蒸汽养护箱中，蒸汽养护2天后，将其置于马弗炉中，在氮气保护下，对其加热升温至250℃，控制升温速率为8℃/min，煅烧40min后，继续升温加热对其煅烧，控制升温速率为10℃/min，待温度升至1000℃后，保温煅烧40min，随后静置冷却至常温，制备而得。步骤c的改性溶液a为将苯酚添加至无水乙醇中，搅拌混合并滴加ph调节剂，调节溶液ph至5.5，随后加热升温至50℃，搅拌混合25min，制备得改性溶液。苯酚与至无水乙醇按体积比2:5混合。ph调节剂为质量浓度为18％的盐酸溶液。步骤d的改性溶液b为微晶纤维素与二氯甲烷搅拌按固液比1:3混合后，再添加保护液搅拌均匀制得。保护液由去离子水、明胶和烷基酚聚氧乙烯醚搅拌混合制得。实施例2一种改性混凝土膨胀剂的制备方法，包括以下制备步骤：a、将镍渣、脱硫石膏和高铝粉煤灰混合均匀，用球磨机球磨50min，得到粉末；b、将纳米碳酸钙和纳米氧化镁进行高压碾压并混合均匀，再兑水调和成浓度为60％的浆液，升温至180℃，搅拌混合并滴加浆液总质量9％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，保温加热60min，得到活化浆液；c、将步骤a的粉末和步骤b的活化浆液混合均匀，再加入改性溶液a，在1000r/min的搅拌速度下搅拌50min，再置于60℃下烘干，得到混合物一；d、将混合物一与改性溶液b按体积比2:7混合并搅拌均匀，在80℃下干燥4h后，即可得到成品。改性混凝土膨胀剂包括以下重量份的原料：镍渣28份、脱硫石膏28份、高铝粉煤灰19份、纳米碳酸钙24份、纳米氧化镁32份、水45份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷18份、改性溶液a12份和改性溶液b20份。步骤a的脱硫石膏是在180℃蒸汽养护箱中，蒸汽养护3天后，将其置于马弗炉中，在氮气保护下，对其加热升温至220℃，控制升温速率为8℃/min，煅烧30min后，继续升温加热对其煅烧，控制升温速率为10℃/min，待温度升至1000℃后，保温煅烧60min，随后静置冷却至常温，制备而得。步骤c的改性溶液a为将苯酚添加至无水乙醇中，搅拌混合并滴加ph调节剂，调节溶液ph至4，随后加热升温至65℃，搅拌混合25min，制备得改性溶液。苯酚与至无水乙醇按体积比2:5混合。ph调节剂为质量浓度为18％的盐酸溶液。步骤d的改性溶液b为微晶纤维素与二氯甲烷搅拌按固液比1:3混合后，再添加保护液搅拌均匀制得。保护液由去离子水、明胶和烷基酚聚氧乙烯醚搅拌混合制得。检测由实施例1和实施例二制备的产品，得到如下表所示的数据：表一：项目实施例1实施例27天自由膨胀率/％0.23850.212628天自由膨胀率/％0.27230.24237天抗压强度/mpa56.453.628天抗压强度/mpa71.364.87天抗折强度/mpa7.87.128天抗折强度/mpa8.27.8以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12