本发明涉及建材领域，且特别涉及一种混凝土膨胀剂及其制备方法、混凝土。
背景技术：
：混凝土材料是一种来源广泛、价格低廉的建筑材料，随着混凝土科学技术的发展，混凝土材料在各种建筑工程中的应用也越来越广泛。然而，水泥混凝土由于自身的水化反应及周围环境介质的失水过程，存在着自收缩、干燥收缩和温降收缩，约束条件下易产生收缩开裂，严重影响混凝土的耐久性。水泥混凝土的收缩变形开裂已经为工程界普遍关注，采用膨胀材料补偿水泥混凝土的收缩在理论上也为人们所达成共识。利用膨胀组分在水化过程中产生的体积膨胀补偿水泥基材料的收缩，是减少混凝土结构开裂，提高混凝土结构稳定性的重要措施之一。目前我国混凝土结构工程中普遍采用以钙矾石为主要膨胀源的硫铝酸钙类膨胀剂。国内大多数膨胀剂生产厂家主要采用以硬石膏提供so3，以矾土、地开石等天然矿物提供可溶性al2o3的技术路线，制定不同的生产配方。近年来随着经济的高速发展，过度地开采致使我国铝土矿资源、硬石膏资源日趋匮乏，资源保有储量快速下降，导致膨胀剂生产成本提高。另外，很多企业基于成本考虑，采用价格低廉、al2o3和so3含量低的原料，导致膨胀剂的膨胀性能较低。矾土等宝贵的矿产资源过度开采，不利于保护生态环境和资源的节约，有悖于中国可持续发展的战略要求。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种混凝土膨胀剂，该混凝土膨胀剂成本低，将品质较差的铝矾土变废为宝，在解决建材行业自然资源短缺的问题的同时，还能使产品品质优良。本发明的第二目的在于提供一种上述混凝土膨胀剂的制备方法，该方法简单，能够有效改善烧结情况，缓解窑内结圈现象。本发明的第三目的在于提供一种混凝土，该混凝土包括上述混凝土膨胀剂，质量好。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本发明提出一种混凝土膨胀剂，其原料包括50-90重量份的石灰石、8-30重量份的硬石膏、2-20重量份的铝矾土、3-5重量份的石墨烯、3-5重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.2-0.3重量份的碱金属粉末、5-8重量份的酸性高炉渣、0.2-0.3重量份的酒石酸、1-2重量份的固态镍、2-3重量份的松香热聚物以及2-3重量份的聚乙二醇脂肪酸酯。铝矾土中三氧化二铝的质量分数为40-50％。本发明还提出上述混凝土膨胀剂的制备方法，包括以下步骤：按配比混合石灰石、硬石膏以及铝矾土并磨粉，得粉料；将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为500-800℃，通入第一粉料，第一次升温至1000-1100℃，第一次煅烧15-20min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的其它原料，第二次煅烧10-15min；第二次升温至1200-1250℃后通入第三粉料，第三次煅烧8-10min。此外，本发明还提出了一种混凝土，该混凝土包括上述混凝土膨胀剂。本发明较佳实施例提供的混凝土膨胀剂及其制备方法、混凝土的有益效果包括：本发明较佳实施例提供的混凝土膨胀剂成本低，能将品质较差的铝矾土变废为宝，在解决建材行业自然资源短缺的问题的同时，还能使产品具有优良的膨胀性能以及力学性能。其制备方法简单，一方面能够有效改善烧结情况，缓解窑内结圈现象，有利于提高煅烧窑的转运率及膨胀剂的产品质量；另一方面能有效减少燃煤消耗，降低nox和co2的排放量，绿色环保。包括上述混凝土膨胀剂的混凝土膨胀效果好。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例的混凝土膨胀剂及其制备方法、混凝土进行具体说明。本发明实施例所提供的混凝土膨胀剂的原料主要包括50-90重量份的石灰石、8-30重量份的硬石膏、2-20重量份的铝矾土、3-5重量份的石墨烯、3-5重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.2-0.3重量份的碱金属粉末、5-8重量份的酸性高炉渣、0.2-0.3重量份的酒石酸、1-2重量份的固态镍、2-3重量份的松香热聚物以及2-3重量份的聚乙二醇脂肪酸酯。进一步地，可包括60-80重量份的石灰石、10-25重量份的硬石膏、5-15重量份的铝矾土、3.5-4.5重量份的石墨烯、3.5-4.5重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.22-0.28重量份的碱金属粉末、6-7重量份的酸性高炉渣、0.24-0.28重量份的酒石酸、1.2-1.8重量份的固态镍、2.2-2.8重量份的松香热聚物以及2.2-2.8重量份的聚乙二醇脂肪酸酯。更进一步地，可包括70重量份的石灰石、15重量份的硬石膏以及10重量份的铝矾土、4重量份的石墨烯、4重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.25重量份的碱金属粉末、6.5重量份的酸性高炉渣、0.25重量份的酒石酸、1.5重量份的固态镍、2.5重量份的松香热聚物以及2.5重量份的聚乙二醇脂肪酸酯。其中，石灰石中氧化钙的质量分数大于等于25％，硬石膏中三氧化硫的质量分数大于等于43％且铝矾土中三氧化二铝的质量分数为40-50％。之所以将三氧化二铝的质量分数为40-50％的铝矾土作为原料，其原因在于，该类型的铝矾土属于低品位铝矾土，常常作为废弃材料，利用率低，浪费程度高。本发明实施例中将其作为原料可起到将该类铝矾土变废为宝的作用，解决建材行业自然资源短缺的问题，从而降低生产成本。但由于低品位的铝矾土性能较常用铝矾土的性能更差，将其作为原料制作出的混凝土膨胀剂的膨胀效能有效期短，抗压强度差。鉴于此，本发明实施例在混凝土膨胀剂的原料上进行改进，以使各成分配合后能够明显改善混凝土膨胀剂的性能。苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物通过将蔗糖大分子引入至苯环上，可提高聚合物重复单元中活性基团的占比，增强活性基团之间的协同作用。本发明实施例通过将其作为原料之一，与低品位铝矾土及其它原料之间具有较强的相容性以及可控性，并且当混凝土膨胀剂与水泥混合时，苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物所含的侧链能在水泥颗粒表面形成较大的立体吸附结构，从而不随水化的进行而被包埋并保持较好的流动性。此外，也可以用萘磺酸盐减水剂、木钙减水剂和聚羧酸类减水剂替代苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物，但效果均较苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物差。酸性高炉渣具有结构疏松以及多孔的特点，其能够在煅烧过程中与部分粉料结合，形成密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系，以弥补低品位铝矾土在抗压强度方面的缺陷，提高膨胀剂的膨胀性能和强度性能。当膨胀剂与水泥混合时，酸性高炉渣填充于水泥颗粒间的空隙中，使膨胀剂与水剂具有更好的级配，在保持相同用水量的条件下提高拌合物的流动性。此外，酸性高炉渣还能增加拌合物的粘聚性，防止泌水离析。通过酸性高炉渣、石墨烯与石灰石、硬石膏和铝矾土混合，可起到一定的微晶核效应作用，加速混凝土中水泥水化反应的进程并为水化产物提供充裕的空间，使得水泥水化产物分布更均匀，提高水泥浆体结构的密实性，从而使混凝土具有较好的力学性能。碱金属粉末能够在膨胀剂与水泥混合过程中，与反应体系中的oh-离子反应，产生氢气，起到进一步地膨胀作用。值得说明的是，鉴于碱金属粉末的成本以及其产生氢气的速度和氢气产生的量，将其添加量控制在0.2-0.3重量份，以避免添加量过高导致氢气产生过多，反而对水泥混凝土的形成带来不利影响。固态镍由多孔结构的镍铝合金的细小晶粒组成，其在本发明实施例中一方面能与石墨烯共同起到良好的导热作用，为粉料提供良好的传热效果，另一方面能够对煅烧过程起到催化作用，第三方面能够提高碱金属粉末释放氢气的能力，提高膨胀剂的膨胀性能，第四方面其还能辅助改善低品位铝矾土对混凝土膨胀剂机械强度的影响。进一步的，加之松香热聚物能够引入大量均匀分布的、闭合而稳定的微小气泡，从而能够改善混凝土的和易性、保水性、粘聚性及流动性。酒石酸能够使膨胀剂具有一定的抗氧化能力，避免含有低品位铝矾土的混凝土在使用过程中裂缝。其次，酒石酸调节其余原料的凝聚速度，尤其能够降低石膏的水化速度和水化热，延长凝结时间。聚乙二醇脂肪酸酯在本发明实施例中起到润滑作用并同时具有较佳的分散性能，以利于各原料之间有效混合。承上，通过本发明实施例提供的各原料之间相互配合，能够弥补使用低品位铝矾土所带来的不良影响，使最终的混凝土膨胀剂具有较佳的综合性能。由于现有技术中，膨胀剂在制备过程中都会出现严重的结圈现象，因此，本发明实施例还提供了一种上述混凝土膨胀剂的制备方法，能够有效避免其结圈。可参考地，制备方法例如可以包括以下步骤：按配比混合石灰石、硬石膏以及铝矾土并磨粉，得粉料；将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为500-800℃，通入第一粉料，第一次升温至1000-1100℃，第一次煅烧15-20min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的其它原料，第二次煅烧10-15min；第二次升温至1200-1250℃后通入第三粉料，第三次煅烧8-10min。之所以将粉料分批加入煅烧窑，是由于若将粉料一次性加入，一方面处于煅烧窑不同位置的粉料的煅烧程度差异较大，容易导致煅烧后的物料结构和性能相差较大，另一方面还容易使粉料在烧结过程中不断沉积于煅烧窑的内壁并结圈。值得说明的是，本发明实施例中第一粉料、第二粉料与第三粉料的配比是与上述煅烧工艺相配而设置的，能够充分保证每个煅烧阶段，粉料均能够得以均匀加热和煅烧，同时还能避免煅烧窑内壁结圈。本发明实施例提供的煅烧阶段共分为三个，且三次煅烧的温度逐渐升高，能够使各原料在较为缓和的煅烧条件下反应，提高反应程度和结合度。与煅烧温度和时间相配合的，不同煅烧阶段通入的粉料的量不同，于第一煅烧阶段通入总粉料中占比较大的第一粉料并维持较长煅烧时间，可使第一粉料在第一煅烧阶段得到较佳加热并结粒。值得说明的是，先对煅烧窑进行预热，然后通入第一粉料再进行升温，可以使第一粉料在进入煅烧窑时即得到加热，缩短升温时间，提高煅烧效率。第一次煅烧完后，通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的原料。优选地，可先将第二粉料与石墨烯混合，使第二粉料吸附于石墨烯特有的二维碳纳米结构中，从而以石墨烯为介质，使第二粉料迅速获取煅烧窑内的热量，同时，还能避免第二粉料沉积于煅烧窑的内壁造成结圈。第二次煅烧后通入总粉料中占比较小的第三粉料，可使该部分粉料首先与煅烧窑内的第一粉料和第二粉料接触并发生热交换，然后再受到煅烧窑整体环境的加热。由于第一次煅烧所需温度与预热温度的温差较大，第三次煅烧所需温度与第一次及第二次煅烧温度的温差较小，较佳地，上述第一次升温的速率可以为50-60℃/min，第二次升温的速率可以为80-100℃/min，一方面能够缓和升温，另一方面能够在逐渐升温的过程中，使各原料中分子运动更加有规律，相互作用效果更好。较佳地，本发明实施例第一次煅烧过程中，煅烧窑的窑速可以为3-4r/min；第二次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于2.5r/min且低于第一次煅烧过程中的窑速；第三次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于2.2r/min且不超过第二次煅烧过程中的窑速。值得说明的是，本发明实施例中各煅烧阶段的窑速均不低于2r/min，否则容易出现结圈现象。上述窑速的设置，是结合各煅烧阶段的煅烧温度以及通入的粉料的量综合确定的，以达到三个煅烧阶段均具有基本一致的加热效果。可理解的，由于第一煅烧阶段通入的第一粉料量大且温度较低，为使煅烧窑内的各位置的粉料均得以相同程度的加热煅烧，从而将该阶段的窑速加快，使窑内粉料混合速度加快，传热效率提高。第三煅烧阶段通入的第三粉料量小且该阶段温度较高，从而将该阶段的窑速相对降低，以使新加入的第三粉料充分受热。为进一步降低结圈发生率，本发明实施例在第二次煅烧结束前3-5min以及第三次煅烧结束前1-1.5min均分别以对流形式向煅烧窑中通入由煅烧窑的外部吹向煅烧窑的中心的惰性气体。可理解的，上述对流形式指两束气流的入口相互对称，且共同朝煅烧窑的中心(中心轴)方向吹送，以使煅烧窑内的物料向煅烧窑的中心部位聚集，避免沉积于煅烧窑内壁结圈。进一步地，第三次煅烧后还包括磨制所得的混凝土膨胀剂初品直至混凝土膨胀剂初品的比表面积为200-300m2/kg。值得说明的是，经本发明实施例提供的制备方法，制备而得的混凝土膨胀剂膨胀性能好，且同一批次所得的膨胀剂的性能基本无差异。此外，本发明实施例还提供了一种上述混凝土，其包括上述混凝土膨胀剂(本申请中的混凝土包括混凝土膨胀剂，指的是混凝土膨胀剂作为混凝土的外加剂)，具有良好的可塑性、强度和流动性。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1以50重量份的石灰石、8重量份的硬石膏、2重量份的铝矾土、3重量份的石墨烯、3重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.2重量份的碱金属粉末、5重量份的酸性高炉渣、0.2重量份的酒石酸、1重量份的固态镍、2重量份的松香热聚物以及2重量份的聚乙二醇脂肪酸酯共同作为原料。其中，石灰石中氧化钙的质量分数为25％，硬石膏中三氧化硫的质量分数为43％且铝矾土中三氧化二铝的质量分数为40％。按配比混合上述石灰石、硬石膏以及铝矾土，磨粉，得到粉料。将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为500℃，通入第一粉料，第一次升温至1000℃，第一次煅烧20min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的原料，第二次煅烧10min；第二次升温至1200℃后通入第三粉料，第三次煅烧10min。第一次升温的速率为50℃/min，第二次升温的速率为80℃/min。第一次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3r/min；第二次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为2.8r/min；第三次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于2.5r/min。第二次煅烧结束前3min以及第三次煅烧结束前1min均分别以对流形式向煅烧窑中通入由煅烧窑的外部吹向煅烧窑的中心的惰性气体。第三次煅烧后磨制所得的混凝土膨胀剂初品直至混凝土膨胀剂初品的比表面积为200m2/kg，得混凝土膨胀剂。实施例2以90重量份的石灰石、30重量份的硬石膏、20重量份的铝矾土、5重量份的石墨烯、5重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.3重量份的碱金属粉末、8重量份的酸性高炉渣、0.3重量份的酒石酸、2重量份的固态镍、3重量份的松香热聚物以及3重量份的聚乙二醇脂肪酸酯共同作为原料。其中，石灰石中氧化钙的质量分数为40％，硬石膏中三氧化硫的质量分数为45％且铝矾土中三氧化二铝的质量分数为50％。按配比混合上述石灰石、硬石膏以及铝矾土，磨粉，得到粉料。将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为800℃，通入第一粉料，第一次升温至1100℃，第一次煅烧15min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的原料，第二次煅烧15min；第二次升温至1250℃后通入第三粉料，第三次煅烧8min。第一次升温的速率为60℃/min，第二次升温的速率为100℃/min。第一次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为4r/min；第二次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3.5r/min；第三次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于3r/min。第二次煅烧结束前5min以及第三次煅烧结束前1.5min均分别以对流形式向煅烧窑中通入由煅烧窑的外部吹向煅烧窑的中心的惰性气体。第三次煅烧后磨制所得的混凝土膨胀剂初品直至混凝土膨胀剂初品的比表面积为300m2/kg，得混凝土膨胀剂。实施例3以60重量份的石灰石、25重量份的硬石膏、5重量份的铝矾土、4.5重量份的石墨烯、3.5重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.28重量份的碱金属粉末、6重量份的酸性高炉渣、0.28重量份的酒石酸、1.2重量份的固态镍、2.8重量份的松香热聚物以及2.2重量份的聚乙二醇脂肪酸酯共同作为原料。其中，石灰石中氧化钙的质量分数为50％，硬石膏中三氧化硫的质量分数为50％且铝矾土中三氧化二铝的质量分数为42％。按配比混合上述石灰石、硬石膏以及铝矾土，磨粉，得到粉料。将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为600℃，通入第一粉料，第一次升温至1025℃，第一次煅烧17min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的原料，第二次煅烧12min；第二次升温至1210℃后通入第三粉料，第三次煅烧8min。第一次升温的速率为52℃/min，第二次升温的速率为85℃/min。第一次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3.4r/min；第二次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3r/min；第三次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于2.5r/min。第二次煅烧结束前3.5min以及第三次煅烧结束前1.2min均分别以对流形式向煅烧窑中通入由煅烧窑的外部吹向煅烧窑的中心的惰性气体。第三次煅烧后磨制所得的混凝土膨胀剂初品直至混凝土膨胀剂初品的比表面积为225m2/kg，得混凝土膨胀剂。实施例4以80重量份的石灰石、10重量份的硬石膏、15重量份的铝矾土、3.5重量份的石墨烯、4.5重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.22重量份的碱金属粉末、7重量份的酸性高炉渣、0.24重量份的酒石酸、1.8重量份的固态镍、2.2重量份的松香热聚物以及2.8重量份的聚乙二醇脂肪酸酯共同作为原料。其中，石灰石中氧化钙的质量分数为30％，硬石膏中三氧化硫的质量分数为46％且铝矾土中三氧化二铝的质量分数为48％。按配比混合上述石灰石、硬石膏以及铝矾土，磨粉，得到粉料。将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为700℃，通入第一粉料，第一次升温至1075℃，第一次煅烧18min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的原料，第二次煅烧14min；第二次升温至1240℃后通入第三粉料，第三次煅烧8min。第一次升温的速率为58℃/min，第二次升温的速率为95℃/min。第一次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3.8r/min；第二次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3.2r/min；第三次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于2.8r/min。第二次煅烧结束前4.5min以及第三次煅烧结束前1.4min均分别以对流形式向煅烧窑中通入由煅烧窑的外部吹向煅烧窑的中心的惰性气体。第三次煅烧后磨制所得的混凝土膨胀剂初品直至混凝土膨胀剂初品的比表面积为275m2/kg，得混凝土膨胀剂。实施例5以70重量份的石灰石、15重量份的硬石膏以及10重量份的铝矾土、4重量份的石墨烯、4重量份的苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物、0.25重量份的碱金属粉末、6.5重量份的酸性高炉渣、0.25重量份的酒石酸、1.5重量份的固态镍、2.5重量份的松香热聚物以及2.5重量份的聚乙二醇脂肪酸酯共同作为原料。其中，石灰石中氧化钙的质量分数为30％，硬石膏中三氧化硫的质量分数为45％且铝矾土中三氧化二铝的质量分数为45％。按配比混合上述石灰石、硬石膏以及铝矾土，磨粉，得到粉料。将粉料分成重量比为5：2：1的第一粉料、第二粉料和第三粉料。预热煅烧窑至煅烧窑的温度为650℃，通入第一粉料，第一次升温至1050℃，第一次煅烧17.5min；然后通入第二粉料以及剩余的除粉料以外的原料，第二次煅烧12.5min；第二次升温至1225℃后通入第三粉料，第三次煅烧9min。第一次升温的速率为55℃/min，第二次升温的速率为90℃/min。第一次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3.5r/min；第二次煅烧过程中，煅烧窑的窑速为3.0r/min；第三次煅烧过程中，煅烧窑的窑速大于2.5r/min。第二次煅烧结束前4min以及第三次煅烧结束前1.25min均分别以对流形式向煅烧窑中通入由煅烧窑的外部吹向煅烧窑的中心的惰性气体。第三次煅烧后磨制所得的混凝土膨胀剂初品直至混凝土膨胀剂初品的比表面积为250m2/kg，得混凝土膨胀剂。实施例6本实施例提供一种混凝土，其含有实施例1-5任一实施例所得的混凝土膨胀剂。试验例1根据《gb23439-2009混凝土膨胀剂》的方法，对上述实施例1-5所得的混凝土膨胀剂(分别编号为1-5)以及市售的csa膨胀熟料、cea膨胀熟料进行水养条件下砂浆限制膨胀率及力学性能测试，膨胀剂与基准水泥均以质量比为1：9混合，其结果如表1所示。表1膨胀率及力学性能表由表1可以看出，本发明实施例提供的混凝土膨胀剂较市售的膨胀剂相比，在膨胀性能和力学性能上均明显更佳，说明本发明实施例提供的工艺与原料配比能够得到膨胀性能以及力学性能均较优的混凝土膨胀剂。试验例2以实施例5作为试验组，设置对照组1-11，对照组1-11与实施例5的唯一区别在于：对照组1-2中石墨烯含量分别为0和1重量份；对照组3-4中碱金属粉末含量分别为0和1重量份；对照组5-6中酸性高炉渣含量分别为0和3重量份；对照组7-8中固态镍含量分别为0和0.5重量份。对照组9中同时不含石墨烯与酸性高炉渣，对照组10中同时不含石墨烯、固态镍和酸性高炉渣，对照组11中同时不含石墨烯、碱金属粉末、酸性高炉渣和固态镍；按试验例1中的测定方法对对照组1-11的膨胀剂进行膨胀性能以及力学性能测定，其结果如表2所示。表2膨胀率及力学性能表由表2可以看出，本发明实施例原料中石墨烯、碱金属粉末、酸性高炉渣和固态镍对膨胀剂的膨胀性能以及力学性能均有较大影响，且其相互之间具有协同增效作用，能够消除低品位铝矾土在有效期及抗压强度方面对混凝土膨胀剂的不利影响。试验例3对比实施例1-5的制备方法与现有技术(煅烧仅1个阶段，且煅烧温度为1300-1350℃，无惰性气体通入等)中煅烧窑的结圈现象，其结果显示，本实施例1-5的混凝土膨胀剂在制备过程中结圈率小于2％，远低于现有技术中煅烧窑的普遍结圈率(＞40％)。其中，结圈率＝(煅烧窑结圈面积/煅烧窑面积)×100％。因此，本发明实施例提供的混凝土膨胀剂的制备方法能有效缓解结圈现象，从而有利于提高煅烧窑的转运率及膨胀剂的产品质量。试验例4以实施例5为试验组(结圈率为0.8％)，设置对组对照组12-20，对照组12中无第二煅烧阶段，第二粉料与第三粉料均于第三煅烧阶段通入，其结圈率为19.4％。对照组13-15中预热温度分别为200℃、300℃和400℃，其结圈率分别为17.5％、10.4％和5.9％。对照组16无惰性气体步骤，其结圈率5.6％。对照组17-20中各煅烧过程中窑速及其对应的结圈率如表3所示：表3窑速(r/min)及结圈率(％)第一次煅烧第二次煅烧第三次煅烧结圈率对照组1711120.4对照组18132.519.1对照组193.522.55.7对照组203.5312.8由上述结果可以看出，本发明实施例中所设定包括粉料与煅烧阶段之间的配合、预热温度以及煅烧窑的窑速均能有效降低煅烧窑的结圈率。试验例5对比实施例1-5的制备方法与现有技术中煅烧窑的燃煤消耗量以及nox(包括no和no2)和co2的排放量，其结果显示，本实施例1-5的混凝土膨胀剂在制备过程中较现有技术中的燃煤消耗量降低高达50％，nox和co2的排放量分别降低20-25％以及35-40％。因此，本发明实施例提供的混凝土膨胀剂的制备方法能有效减少燃煤消耗，降低nox和co2的排放量，绿色环保。综上所述，本发明实施例提供的混凝土膨胀剂成本低，能将品质较差的铝矾土变废为宝，在解决建材行业自然资源短缺的问题的同时，还能使产品具有优良的膨胀性能以及力学性能。其制备方法简单，一方面能够有效改善烧结情况，缓解窑内结圈现象，有利于提高煅烧窑的转运率及膨胀剂的产品质量；另一方面能有效减少燃煤消耗，降低nox和co2的排放量，绿色环保。包括上述混凝土膨胀剂的混凝土膨胀效果好。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。当前第1页12