膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀剂的制作方法
【专利摘要】本发明的膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀剂，由下述重量分的原料制成：石膏粉40-50份、硫铝酸盐熟料16-25份，生石灰粉5-15份，粉煤灰10-30份，无机添加剂2-8份，无机缓凝剂1-5份。本发明的产品的优势在于：制备技术简单，不需煅烧和搅拌，可节省大量能源，生产成本较低；产品适应性强；早期膨胀性能发展较快，中后期膨胀发展稳定，膨胀速率能够与混凝土的强度发展相协调。
【专利说明】膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土，具体是膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀 剂。
【背景技术】
[0002] 混凝土在凝结初期或硬化过程中会出现体积缩小现象，在结构内部产生收缩应 力，该应力超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂形成收缩裂缝。
[0003] 为防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝，有效设置后浇带是常规措施，但是 后浇带延长工期，钢筋断后的搭、焊接和清理凿毛均给填缝施工带来一定麻烦，处理不好将 留下隐患。
[0004] 因此，有必要利用补偿收缩混凝土在硬化过程中产生的膨胀作用，在结构中产生 少量预压应力来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力，从而防止收缩裂缝或 把裂缝控制在无害裂缝范围内。
[0005] 目前，膨胀剂作为补偿收缩已经得到普遍应用，但是市场上复配的复合膨胀剂仍 存在不足之处：①膨胀率偏低；②碱含量偏高；③补偿收缩作用不够，不能与混凝土的强度 发展相适应。
【发明内容】
[0006] 为了克服已有技术的缺陷，本发明提供一种膨胀速率与混凝土的强度发展相协调 的混凝土膨胀剂。
[0007] 本发明的膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀剂，由下述重量份的 原料制成：石膏粉40-50份、硫铝酸盐熟料16-25份，生石灰粉5-15份，粉煤灰10-30份，无 机添加剂2-8份，无机缓凝剂1-5份。
[0008] 优选地，石膏粉43-47份、硫铝酸盐熟料18-22份，生石灰粉8-12份，粉煤灰15-20 份，无机添加剂3-5份，无机缓凝剂2-4份。
[0009] 所述无机添加剂选自：氟硅酸镁、磷酸二氢钠、磷酸二氢钙、硅酸钠、氯化钙和/或 磷酸二氢铵。
[0010] 所述无机缓凝剂选自：木质素磺酸钙、葡萄糖酸钠、磷酸盐和/或锌盐。
[0011] 优选地，所述石膏选用脱硫石膏和/或氟石膏。
[0012] 本发明还提供上述所述的混凝土膨胀剂的制备方法。
[0013] 该方法包括下述步骤： A)原料粉磨和筛分：原料粉磨并过筛，控制在1. 18mm筛筛余值小于0. 35% ;本发明技术 生产混凝土膨胀剂不需经过原料粉碎环节，所有原材料均为粉状，工艺简单，易于控制质量 指标；为了更好地保证质量，本发明对原材料的检验指标包含品质、细度、含水率等，对原料 进行简单的破碎并进行筛分，使各原材料细度均控制在1. 18_筛筛余值小于0. 35%，远高 于国家标准对混凝土膨胀剂细度的规定（国标：=0. 5%)。
[0014] B)搅拌混合：按上述配比称取各原料备用；首先将无机添加剂加入到粉煤灰中， 搅拌使其混合均匀；接着边搅拌，边投料，依次投入石膏粉、生石灰粉、硫铝酸盐熟料、无机 缓凝剂，再搅拌30min以上，使其混合均匀，即为成品； C)包装：用带有内衬塑料袋的编织袋包装。本品为固体粉末，且不能受潮；本品储存在 通风阴凉的室内，有效期可达18个月。
[0015] 本发明还包括上述所述的混凝土膨胀剂在混凝土配制时的应用。
[0016] 具体配制混凝土时，所述混凝土膨胀剂占胶凝材料的重量比为6?12% ;所述混凝 土胶凝材料为混凝土中起胶凝作用的材料，不包括混凝土膨胀剂。混凝土胶凝材料为水泥、 矿粉、粉煤灰等具有胶凝作用的材料。不同结构、不同部位混凝土的抗裂要求也不同，故需 根据实际情况选择混凝土膨胀剂的使用量； 作为优选，配制混凝土时，所述混凝土膨胀剂占胶凝材料的比为8?1 0 %。
[0017] 为了提高膨胀剂的均匀性，保证补偿收缩混凝土正常发挥抗裂防渗的效能，本发 明的技术方案还包括：配制混凝土时持续搅拌的时间比配制普通混凝土延长30?60s。
[0018] 本发明的混凝土膨胀剂属硫铝酸钙-氧化钙型混凝土膨胀剂，不含钠盐，而耐久 性良好，膨胀性能稳定，强度持续上升。而且原材料均为粉料，不需煅烧不需粉磨，工艺简 单，生产时按膨胀性能和缓凝效果及增强效果的要求，确定复配配合比，并配料，通过强制 式搅拌机进行搅拌均匀，复配成产品。产品质量稳定，与混凝土生产企业的不同配合比适应 性强；掺量低，早期膨胀发展较快，稳定性好，中后期膨胀发展平缓稳定；限制强度高。
[0019] 在混凝土配制时，在胶凝材料中内掺比例量的膨胀剂，搅拌制成补偿收缩混凝土， 大大提高了混凝土结构的抗裂防水能力，可取消外防水作业，延长后浇缝间距，防止大体积 混凝土和高强混凝土温差裂缝的出现。
[0020] 本发明的产品的技术优势在于： 脱硫石膏/氟石膏、粉煤灰和钙粉等原材料来源丰富，成本低廉；质量指标明确，易 把质量关。
[0021] (I:现有技术制备的混凝土膨胀剂需要煅烧和粉磨环节，本发明的制备技术简单， 不需煅烧和粉磨，可节省大量能源，生产成本较低。
[0022] ③产品适应性强，能用于不同强度等级的混凝土。
[0023] :玄;早期膨胀性能发展较快，中后期膨胀发展稳定，膨胀速率能够与混凝土的强度 发展相协调。
[0024] :念具有增加混凝土强度和适当延长其凝结时间的效果。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1 按配比称取各种符合要求的原料备用； 首先将3kg氟硅酸镁加入到20kg粉煤灰中，启动强制式搅拌机，搅拌5-8min使其混合 均勻，接着，开动搅拌机，间隔l-2min后依次加入45kg石膏粉、10kg生石灰粉、20kg硫错酸 盐熟料和2kg木质素磺酸|丐；继续搅拌40min。搅拌均勻。最后用带有内衬塑料袋的编制 袋包装，即为成品。
[0026] 产品主要技术性能： 外观：粉状材料； 细度：1. 18mm筛筛余值兰0· 35% ; 比重：2. 6±0. 2g/ml 凝结时间：初凝会45min，终凝3 300min。
[0027] 抗压强度（28d):彡 45MPa 限制膨胀率：> 0. 03%。
[0028] 实施例2 按配比称取各种符合要求的原料备用； 首先将7kg磷酸二氢钠加入到29kg粉煤灰中，启动强制式搅拌机，搅拌5-8min使其混 合均勻，接着，开动搅拌机，间隔l-2min后依次加入48kg石膏粉、14kg生石灰粉、24kg硫错 酸盐熟料和1.5kg葡萄糖酸钠；继续搅拌40min。搅拌均勻。最后用带有内衬塑料袋的编 制袋包装，即为成品。
[0029] 产品主要技术性能： 外观：粉状材料： 细度：1. 18mm筛余值兰0· 35% ; 比重：2. 6±0. 2g/ml 凝结时间：初凝会45min，终凝3 300min。
[0030] 抗压强度（28d):彡 45MPa 限制膨胀率：> 0. 03%。
[0031] 实施例3 按配比称取各种符合要求的原料备用； 首先将3kg硅酸钠加入到12kg粉煤灰中，启动强制式搅拌机，搅拌5-8min使其混合均 勻，接着，开动搅拌机，间隔l-2min后依次加入40kg石膏粉、6kg生石灰粉、18kg硫错酸盐 熟料和3kg硫酸锌；继续搅拌40min。搅拌均匀。最后用带有内衬塑料袋的编制袋包装，即 为成品。
[0032] 产品主要技术性能： 外观：粉状材料： 细度：1. 18mm筛余值兰0· 35% ; 比重：2. 6±0. 2g/ml 凝结时间：初凝会45min，终凝3 300min。
[0033] 抗压强度（28d):彡 45MPa 限制膨胀率：> 0. 03%。
【权利要求】
1. 膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀剂，由下述重量份的原料制成： 石膏粉40-50份、硫铝酸盐熟料16-25份，生石灰粉5-15份，粉煤灰10-30份，无机添加剂 2-8份，无机缓凝剂1-5份。
2. 根据权利要求1所述的混凝土膨胀剂，其特征在于：石膏粉43-47份、硫铝酸盐熟料 18-22份，生石灰粉8-12份，粉煤灰15-20份，无机添加剂3-5份，无机缓凝剂2-4份。
3. 根据权利要求1或2所述的混凝土膨胀剂，其特征在于：无机添加剂选自：氟硅酸 镁、磷酸二氢钠、磷酸二氢钙、硅酸钠、氯化钙和/或磷酸二氢铵。
4. 根据权利要求1或2所述的混凝土膨胀剂，其特征在于：无机缓凝剂选自：木质素磺 酸钙、葡萄糖酸钠、磷酸盐和/或锌盐。
5. 根据权利要求1或2所述的混凝土膨胀剂，其特征在于：石膏选用脱硫石膏和/或 氟石膏。
6. 权利要求1或2所述的混凝土膨胀剂的制备方法，包括下述步骤： A) 原料粉磨和筛分：原料粉磨并过筛，控制在1. 18mm筛筛余值小于0. 35% ; B) 搅拌混合：按上述配比称取各原料备用；首先将无机添加剂加入到粉煤灰中，搅拌 使其混合均匀；接着边搅拌，边投料，依次投入石膏粉、生石灰粉、硫铝酸盐熟料、无机缓凝 齐U，再搅拌30min以上，使全部原材料混合均勻； C) 包装：用带有内衬塑料袋的编制袋包装，即为成品。
7. 权利要求1或2所述的混凝土膨胀剂在混凝土配制时的应用，其特征在于：所述混 凝土膨胀剂占胶凝材料的质量比为6?12% ;所述混凝土胶凝材料为混凝土中起胶凝作用 的材料，不包括混凝土膨胀剂。
8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述混凝土膨胀剂占胶凝材料的比为 8 ?1 0 %0
9. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：配制混凝土时持续搅拌的时间比配制普 通混凝土延长30?60s。
【文档编号】C04B28/06GK104193266SQ201410412761
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】尹丹, 王恒, 黄煌, 陈威, 阮长泰 申请人:桂林华越环保科技有限公司