碱矿渣混凝土用膨胀剂及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种碱矿渣混凝土用膨胀剂碱金属碳酸盐和碱金属碳酸氢盐中的一种或两种的混合物与活性氧化镁混合物组合而成。本发明还涉及到上述膨胀剂的使用方法，包括在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使用方法，包括原材料的准备、原材料的混合、加水搅拌，搅拌均匀后得到碱矿渣混凝土拌合物，另外包括采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠为激发剂时的使用方法，包括原材料的准备、原材料的预处理、搅拌，拌均匀后得到混凝土拌合物。
【专利说明】
碱矿渣混凝土用膨胀剂及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种碱矿渣混凝土用膨胀剂及其使用技术领域，特别涉及以氧化镁、 碳酸钠为主要成分的膨胀剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 碱矿渣混凝土是一类新型的环保型混凝土;碱矿渣混凝土采用具有火山灰活性的 磨细矿渣粉、粉煤灰、磨细炉渣、磨细煅烧煤矸石，煅烧偏高岭土等为原料，以氢氧化钠、碳 酸钠、水玻璃等碱性物质为激发剂所组成的碱激发胶凝材料。在实际工程中，多采用氢氧化 钠或水玻璃作为激发剂;这主要是由于由于氢氧化钠更便于购买、运输和存放;在相同碱当 量的条件下，以氢氧化钠为激发剂的混凝土拌合物的施工性能及其可调整性能更优，且混 凝土硬化后混凝土的力学性能也更优，所以多选择氢氧化钠为激发剂。水玻璃也是常用的 激发剂，同样具有便于购买、运输和存放等优势;水玻璃做激发剂的碱矿渣混凝土具有凝结 时间短，早期强度高的优点。碳酸钠做激发剂的碱矿渣混凝土由于早期强度低、对环境温度 敏感性高，不具有工程应用的优势，很少被采用。
[0003] 碱矿渣混凝土具有凝结时间可调，早期强度高，后期强度持续发展，耐久性好等优 异的性能，正逐渐被工程界所接受。国内外已经开展了大量的研究和相应的工程应用。但 是，这些工程应用也暴露出了碱矿渣混凝土的明显不足，收缩大就是其中的一个。收缩大导 致混凝土表面出现明显的裂纹，严重影响混凝土的美观，更影响混凝土的耐久性。碱矿渣混 凝土的收缩主要有水化收缩、失水收缩等。针对碱矿渣混凝土的收缩问题，已经开展了大量 的相关研究。通常采用鉄系、镁系、钙系膨胀剂来抑制碱矿渣混凝土的收缩。但是，这些膨胀 剂未能从根本上抑制碱矿渣混凝土的收缩，未能形成与其水化规律相一致的膨胀。这些膨 胀剂都是基于液态碱性激发剂(氢氧化钠溶液、水玻璃)而开发的。镁系、钙系膨胀剂的膨胀 机理是形成体积膨胀的氢氧化物，而强碱性环境大大限制了氧化钙、氧化镁在水中的溶解 度和溶解速度，也就限制了膨胀组分的形成与膨胀效果。大量实验结果表明，碱矿渣的收缩 主要是塑性收缩，集中发生在水化初期；而裂纹的形成在硬化后，具有明显的滞后性。碱矿 渣的水化初期正是碱浓度最高的阶段。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是通过提供一种新的膨胀剂以及膨胀剂的 使用方法，抑制碱矿渣混凝土的早期收缩。
[0005] 本发明的目的第一个目的是提供一种膨胀剂的配方，一种以碱金属碳酸盐、活性 氧化镁为主要成分的复合膨胀剂。
[0006] 本发明的第二个目的是提供一种以碱金属碳酸盐、活性氧化镁为主要成分的复合 膨胀剂的使用方法。
[0007] 为实现本发明的目的第一个目的，
[0008] 本发明提供一种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由碱金属碳酸盐和碱金属碳酸氢盐中的 一种或两种的混合物与活性氧化镁混合物组合而成。
[0009] 进一步限定，所述的活性氧化镁和碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐的比例范围是 1份摩尔质量的活性氧化镁:1-5份摩尔质量的碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐。
[0010] 更进一步限定，所述的活性氧化镁和碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐的比例范围 是1份摩尔质量的活性氧化镁:1-3份摩尔质量的碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐。
[0011] 再进一步限定，所述的碱金属碳酸盐是指碳酸钠，或以碳酸钠为主要成分的碳酸 盐的混合物。
[0012] 再进一步限定，所述的碱金属碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾一种或两种组成的混合物。
[0013] 再进一步限定，所述的碱金属碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾的一种或两种组成 的混合物。
[0014] 再进一步限定，所述的活性氧化镁与所述的碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料 的质量比是1-5:100。
[0015] 进一步限定，本发明所说的固体氢氧化钠是指在碱矿渣混凝土拌合物制备时以固 体形式存在、直接与粉体材料拌合使用且不先于碳酸钠与水接触。
[0016] 进一步限定，本发明所说的碳酸钠可以是含结晶水的碳酸钠，也可以是不含结晶 水的碳酸钠。
[0017] 进一步限定，本发明所说的活性氧化镁可以是轻烧氧化镁，也可以是重烧氧化镁。
[0018] 进一步限定，本发明所说的水玻璃可以是钠玻璃，也可以是钾玻璃，还可以是钠玻 璃与钾玻璃的混合物。
[0019] 本发明采用碱金属碳酸盐、活性氧化镁组成复合膨胀剂。镁系膨胀剂是利用镁离 子在不同化学组成下形成的晶体的密度差来实现的，见表1。最常用的镁系膨胀剂是氧化 镁。氧化镁与水发生化学反应，生产氢氧化镁。由于氢氧化镁的摩尔体积大于氧化镁的摩尔 体积，因此，氧化镁的水化过程伴随体积的膨胀。但是，当水溶液中有碳酸根离子存在且浓 度足够高时，氢氧化镁晶体将会转化为碳酸镁。碳酸镁的摩尔体积大于氢氧化镁的摩尔体 积，会产生更大的体积膨胀，或者说具有更好的膨胀效果。如果没有在配合比中设计碳酸 根，那么碱矿渣混凝土中的碳酸根只能是在服役的过程中通过从环境中吸收二氧化碳获 取。因此，在正常情况下，碱矿渣混凝土中没有所需的足量的碳酸镁存在。氢氧化镁和碳酸 镁在一定条件下还可能形成带结晶水的碱式碳酸镁;碱式碳酸镁的摩尔体积进一步增大。 在强碱性的水溶液中，碱金属碳酸氢盐转化为碱金属碳酸盐，具有完全相同的效果。因此， 碱金属碳酸盐可以用碱金属碳酸氢盐完全或部分代替。
[0020] 表1部分镁系材料的密度与摩尔体积
[0022] 为实现本发明的目的第二个目的，本发明提供碱金属碳酸盐-氧化镁复合膨胀剂 的使用方法，以下是采用几种不同激发剂时，采用本发明的膨胀剂时的用法限定，限定在采 用固体的氢氧化钠为激发剂时的使用方法，
[0023] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碱金属碳 酸盐、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0024] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碱金属碳酸盐、活性氧化 镁、骨料等固态组分按比例加入搅拌装置。
[0025]第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0026] 采用本发明的膨胀剂时的用法限定，限定在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化 钠为激发剂时的使用方法，
[0027] 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸钠、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0028] 第二步，原材料的预处理，将碳酸钠溶解在水玻璃溶液或氢氧化钠溶液中形成混 合液，备用。
[0029]第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料等固态组分加入搅 拌装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0030]氧化镁生成氢氧化镁，产生体积的膨胀需要一定的条件，包括氧化镁的活性，环境 温度，水溶液中的离子浓度及组成等。过烧的低活性氧化镁的水化速度极其缓慢，需要几个 月甚至一年以上的时间才有明显的效果，故常用具有高活性的活性氧化镁作为膨胀剂。那 么，活性氧化镁的水化速度主要受水溶液中的离子浓度及组成的影响。在碱矿渣混凝土的 拌合物中，溶液的主要成分是溶解了的激发剂，是一种强碱性的溶液;特别是在以水玻璃、 氢氧化钠为激发剂的碱矿渣拌合物中，溶液的pH值通常都在PH14以上。理想情况下，氢氧化 镁溶解在水中形成镁离子、氢氧根离子，然后再形成氢氧化镁晶体。然而，在高碱性的环境 中，高浓度的氢氧根离子大大降低了溶液中的镁离子浓度，也限制了镁离子的迀移。而同 时，氧化镁溶出而形成的氢氧化镁几乎是原地形成，就分布在氧化镁颗粒附近。这些氢氧化 镁产物部分附着、覆盖在氧化镁颗粒表面，阻碍氧化镁的进一步溶解。因而，在水化早期，整 体表现为几乎没有膨胀。因此，如何提高氧化镁的初期溶解速度，促进水化产物的异地形成 与生长是决定膨胀效果的关键。本发明通过降低氧化镁颗粒与水接触时的氢氧根离子浓度 来提高初期的溶解速度和溶液中的镁离子浓度，以及通过形成具有更大膨胀效果的产物来 克服新形成的水化产物在氧化镁颗粒的覆盖和对溶解的影响，保证化学反应的持续进行和 具有所需的膨胀效果。因此，碱金属碳酸盐-氧化镁复合膨胀剂的膨胀效果与环境条件、使 用方法相关。根据所有激发剂及其状态的不同，碱金属碳酸盐-氧化镁复合膨胀剂的使用方 法也不同，主要有两种。
[0031]本发明所说的活性粉体材料是粉状的含硅铝氧化物活性材料，是指经过高温处理 或通过高温加工阶段而得到的一类以硅铝氧化物为主要化学成分的且具有火山灰活性的、 具有200平方米/千克以上比表面积的粉状材料，至少包括粒化高炉矿渣粉、磨细钢渣、拜耳 法赤泥、粉煤灰、磨细炉渣、磨细的煅烧粘土矿物、磷矿渣粉、磨细的煅烧煤矸石、磨细的煅 烧页岩中的一种或多种组成的混合物。
[0032]本发明的有益效果：
[0033] 1、本发明的氧化镁-碳酸钠复合膨胀剂克服了氧化镁在强碱性环境下不能及时膨 胀从而难以抑制裂纹形成的不足。
[0034] 2、可以通过调整复合膨胀剂的掺量来调整膨胀值。
【具体实施方式】：
[0035] 下面通过实施的方式，对本发明方案进行说明。但是本发明的保护范围不局限于 所述实施例。
[0036] 实施例1，
[0037] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸钠组合而成，其中，活性氧化镁 和碳酸钠比例是1份摩尔质量的活性氧化镁：1份摩尔质量的碳酸钠，活性氧化镁与碱矿渣 混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是3:100。
[0038] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0039] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸钠、活 性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0040] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸钠、活性氧化镁、骨 料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0041] 第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0042]实施例2，
[0043] 一种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸钠组合而成，其中，活性氧化镁 和碳酸钠比例是1份摩尔质量的活性氧化镁：1份摩尔质量的碳酸钠，活性氧化镁与碱矿渣 混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是4.1:100。
[0044] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0045] 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸钠、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0046] 第二步，原材料的预处理，将碳酸钠溶解在水玻璃溶液或氢氧化钠溶液中形成混 合液，备用。
[0047]第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0048] 实施例3，
[0049] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸钾组合而成，其中，活性氧化镁 和碳酸钾比例是1份摩尔质量的活性氧化镁:2.5份摩尔质量的碳酸钾，活性氧化镁与碱矿 渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是2.2:100。
[0050] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0051 ]第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸钾、活 性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0052]第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸钾、活性氧化镁、骨 料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0053]第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0054] 实施例4，
[0055] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸钾组合而成，其中，活性氧化镁 和碳酸钾比例是1份摩尔质量的活性氧化镁:2.5份摩尔质量的碳酸钾，活性氧化镁与碱矿 渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是1.2:100。
[0056]采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0057]第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸钾、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0058]第二步，原材料的预处理，将碳酸钾溶解在水玻璃溶液或氢氧化钠溶液中形成混 合液，备用。
[0059] 第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0060] 实施例5，
[0061 ] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁、碳酸钠和碳酸钾混合物组合而成，其 中，活性氧化镁与碳酸钠和碳酸钾混合物的比例是1份摩尔质量的活性氧化镁:4份摩尔质 量的碳酸钠和碳酸钾，活性氧化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是1.6: 100〇
[0062] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0063] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸钠和 碳酸钾混合物、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0064] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸钠和碳酸钾混合物、 活性氧化镁、骨料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0065] 第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0066] 实施例6，
[0067] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁、碳酸钠和碳酸钾混合物组合而成，其 中，活性氧化镁与碳酸钠和碳酸钾混合物的比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:4份摩 尔质量的碳酸钠和碳酸钾，活性氧化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是 1.4：100〇
[0068]采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0069] 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸钠和碳酸钾混合物、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0070] 第二步，原材料的预处理，将碳酸钠和碳酸钾混合物溶解在水玻璃溶液或氢氧化 钠溶液中形成混合液，备用。
[0071] 第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0072] 实施例7，
[0073] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸氢钠组合而成，其中，活性氧化 镁和碳酸氢钠比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:5份摩尔质量的碳酸氢钠，活性氧化 镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是1.0:100。
[0074] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0075] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸氢钠、 活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0076] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸氢钠、活性氧化镁、 骨料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0077]第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0078] 实施例8，
[0079] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸氢钠组合而成，其中，活性氧化 镁和碳酸氢钠比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:4.5份摩尔质量的碳酸氢钠，活性氧 化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是1.0:100。
[0080] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0081 ]第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸氢钠、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0082]第二步，原材料的预处理，将碳酸氢钠溶解在水玻璃溶液或氢氧化钠溶液中形成 混合液，备用。
[0083]第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0084] 实施例9，
[0085] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸氢钾组合而成，其中，活性氧化 镁和碳酸氢钾比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:2.5份摩尔质量的碳酸氢钾，活性氧 化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是2:100。
[0086] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0087] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸氢钾、 活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0088] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸氢钾、活性氧化镁、 骨料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0089]第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0090] 实施例10，
[0091] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸氢钾组合而成，其中，活性氧化 镁和碳酸氢钾比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:2.5份摩尔质量的碳酸氢钾，活性氧 化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是1.5:100。
[0092]采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0093] 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸氢钾、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0094] 第二步，原材料的预处理，将碳酸氢钾溶解在水玻璃溶液或氢氧化钠溶液中形成 混合液，备用。
[0095] 第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0096] 实施例11，
[0097] 一种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁、碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物组合而 成，其中，活性氧化镁、碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁： 1.5份摩尔质量的碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物，活性氧化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性 粉体材料的质量比是2:100。
[0098] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0099] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸氢钠 和碳酸氢钾混合物、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0100] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸氢钠和碳酸氢钾混 合物、活性氧化镁、骨料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0101] 第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0102] 实施例12，
[0103] 一种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁、碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物组合而 成，其中，活性氧化镁、碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁： 1份摩尔质量的碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物，活性氧化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉 体材料的质量比是5:100。
[0104] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0105] 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0106] 第二步，原材料的预处理，将碳酸氢钠和碳酸氢钾混合物溶解在水玻璃溶液或氢 氧化钠溶液中形成混合液，备用。
[0107] 第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌
[0108] 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0109] 实施例13，
[0110] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁、碳酸钾和碳酸氢钾混合物组合而成， 其中，活性氧化镁和碳酸钾和碳酸氢钾混合物比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁：1.2 份摩尔质量的碳酸钾和碳酸氢钾混合物，活性氧化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材 料的质量比是3.8:100。
[0111] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0112] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸钾和 碳酸氢钾混合物、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0113] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸钾和碳酸氢钾混合 物、活性氧化镁、骨料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0114] 第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0115] 实施例14，
[0116] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁、碳酸钾和碳酸氢钾混合物组合而成， 其中，活性氧化镁和碳酸钾和碳酸氢钾混合物比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁：1.2 份摩尔质量的碳酸钾和碳酸氢钾混合物，活性氧化镁与碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材 料的质量比是2.8:100。
[0117] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化钠 为激发剂时的使用方法，包括以下步骤，
[0118] 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶 液、碳酸钾和碳酸氢钾混合物、活性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0119] 第二步，原材料的预处理，将碳酸钾和碳酸氢钾混合物溶解在水玻璃溶液或氢氧 化钠溶液中形成混合液，备用。
[0120] 第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌 装置，搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
[0121] 实施例15，
[0122] -种碱矿渣混凝土用膨胀剂，由活性氧化镁和碳酸钠组合而成，其中，活性氧化镁 和碳酸钠比例是1份摩尔质量的活性氧化镁:2份摩尔质量的碳酸钠，活性氧化镁与碱矿渣 混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是2:100。
[0123] 采用上述组分的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，包括以下步骤，
[0124] 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碳酸钠、活 性氧化镁、骨料以及拌合用水；
[0125] 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碳酸钠、活性氧化镁、骨 料固态组分按比例加入搅拌装置。
[0126] 第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均 匀后得到碱矿渣混凝土拌合物。
[0127] 上述实施例子在不同温度（通常温度限定在0°C - 40°C)和环境下进行了效果实 验，都能实现本发明技术方案的效果，本发明通过改变膨胀剂材料配方，限定膨胀剂采用活 性氧化镁以及碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，不包括其他的膨胀剂材料，而且在工艺上 配合不同的激发剂，产生意想不到的效果。本发明的氧化镁-碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢 盐复合膨胀剂克服了氧化镁在强碱性环境下不能及时膨胀从而难以抑制裂纹形成的不足， 并通过调整复合膨胀剂的掺量来调整膨胀值。
[0128] 以上对本发明提供的具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核 心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，由碱金属碳酸盐和碱金属碳酸氢盐中的 一种或两种的混合物与活性氧化镁混合物组合而成。2. 根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，所述的活性氧化镁和碱 金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐的比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:1-5份摩尔质量的 碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐。3. 根据权利要求2所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，所述的活性氧化镁和碱 金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐的比例范围是1份摩尔质量的活性氧化镁:1-3份摩尔质量的 碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐。4. 根据权利要求1或2或3所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，所述的碱金属碳 酸盐是指碳酸钠，或以碳酸钠为主要成分的碳酸盐的混合物。5. 根据权利要求1或2或3所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，所述的碱金属碳 酸盐为碳酸钠、碳酸钾一种或两种组成的混合物。6. 根据权利要求1或2或3所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，所述的碱金属碳 酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾的一种或两种组成的混合物。7. 如权利要求1所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂，其特征在于，所述的活性氧化镁与所述 的碱矿渣混凝土所使用的活性粉体材料的质量比是1-5:100。8. 如权利要求1所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用固体的氢氧化钠为激发剂时的使 用方法，其特征在于，包括以下步骤， 第一步，原材料的准备。原材料至少包括活性粉体材料，固体氢氧化钠、碱金属碳酸盐、 活性氧化镁、骨料以及拌合用水； 第二步，原材料的拌和，将活性粉体材料、固体氢氧化钠、碱金属碳酸盐、活性氧化镁、 骨料固态组分按比例加入搅拌装置； 第三步，加水搅拌。在添加完所有固态组分后，再加入拌合水并同时搅拌，搅拌均匀后 得到碱矿渣混凝土拌合物。9. 如权利要求1所述的碱矿渣混凝土用膨胀剂在采用液态的水玻璃、溶解后的氢氧化 钠为激发剂时的使用方法，其特征在于，包括以下步骤， 第一步，原材料的准备，原材料至少包括活性粉体材料，水玻璃溶液或氢氧化钠溶液、 碱金属碳酸盐、活性氧化镁、骨料以及拌合用水； 第二步，原材料的预处理，将碱金属碳酸盐溶解在水玻璃溶液或氢氧化钠溶液中形成 混合液，备用； 第三步，搅拌。将活性粉体材料、活性氧化镁、混合液、水、骨料固态组分加入搅拌装置， 搅拌均匀后得到混凝土拌合物。
【文档编号】C04B28/00GK106045360SQ201610368831
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】张彭成, 杨长辉, 陈科, 黄刚, 王勇威, 王新, 江敏, 刘亚文, 肖兵
【申请人】张彭成