本发明涉及一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂及其使用方法，属于水泥外加剂领域。
背景技术：
硫铝酸盐水泥具有很广阔的应用领域，由于该水泥熟料矿物本身的特点，硫铝酸盐水泥水化速度快，水化时会放出大量的热量，当水泥基材料内局部温度过高时，施工作业带来很大困难和不安因素。
水泥缓凝剂是一种可以延缓混凝土凝结时间而其对后期性能无明显影响的外加剂。对于硫铝酸盐水泥来说，工程上多采用加入硼酸来调节其凝结速度。硼酸对水泥颗粒以及水化物新相具有较强的活性作用，可以生成致密的硼酸钙包裹层，吸附于水泥颗粒表面，形成的致密包裹层可以阻止水泥颗粒与水的接触，从而延缓了水泥的进一步水化。但水泥颗粒实际形状很不规则，不同曲率半径表面的溶解度和溶解速度不同，造成不同部位的表面形成的硼酸钙包裹膜的厚度不一，包裹膜薄的地方水分子容易渗透到包裹膜内部，使膜内熟料矿物迅速水化，水化产物AFm及AFt形成时会使固相产生体积膨胀，使膜内产生结晶压力，导致硼酸钙包裹膜破裂，从而导致硼砂的缓凝作用不稳定。因此硼砂缓凝作用效果非常的不稳定，容易引发工程事故。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供了一种成本低廉、适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂。
本发明还提供了该适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液30-70份、氯甲基异噻唑啉酮10-25份、成膜剂2-10份、减水剂1-15份和聚乙二醇5-15份。
所述的，聚合物乳液为有机硅改性丙烯酸乳液，固含量为47-49％。
所述的，成膜剂为非离子型聚氨酯乳液，固含量为54％。
所述的，减水剂为粉体木质素磺酸钠，木质素磺酸钠含量>45％，筛余≤4％。
所述的，聚乙二醇为聚乙二醇300、聚乙二醇600和聚乙二醇1000中的一种。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)将硅酸钠加至水中，混合均匀，调节pH 8-10，加热使温度保持在30-40℃，得碱溶液；
2)按重量份称取聚合物乳液、氯甲基异噻唑啉酮、成膜剂、减水剂和聚乙二醇，混匀，得缓凝剂；
3)将缓凝剂加至碱溶液中，搅拌15-30min，得初品；
4)将初品与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述的，硅酸钠和水的质量比为2-4：100。
所述的，缓凝剂和碱溶液的质量比为1:1-3。
所述初品的加入量为水泥质量的5-6％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为初品质量的0.5-1％和1-5％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物或脂肪族酰胺，固含量42％；所述淀粉为绿豆淀粉、木薯淀粉和甘薯淀粉中的一种。
本发明的有益效果：
1.本发明的缓凝剂利用高分子聚合物成膜原理，通过氯甲基异噻唑啉酮和聚乙二醇将各物质均匀分散在水溶液中，聚合物乳液和成膜剂均匀吸附在水泥颗粒表面，阻止水泥与水直接接触，延缓水泥水化速度，降低成膜温度。成膜剂成膜可以吸附水分子形成水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，硫铝酸盐水泥浆体的流动度明显增加，提高其工作性。
2.本发明的缓凝剂可以有效延缓硫铝酸盐水泥的凝结速度，初凝和终凝时间均可延长30min以上；可显著提高水泥浆体的流动度，净浆流动度提高15％以上。
3.本发明的缓凝剂对水泥强度的发展无任何不利影响，价格低廉，性能稳定，易于储存运输。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步详细说明。
本发明所用的原料均为市售，常规购买即可得到。
实施例1
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液70份、氯甲基异噻唑啉酮10份、成膜剂2份、减水剂1份和聚乙二醇15份。
所述的，聚合物乳液为有机硅改性丙烯酸乳液，固含量为47-49％。
所述的，成膜剂为非离子型聚氨酯乳液，固含量为54％。
所述的，减水剂为粉体木质素磺酸钠，木质素磺酸钠含量>45％，筛余≤4％。
所述的，聚乙二醇为聚乙二醇300。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)将硅酸钠加至水中，混合均匀，调节pH 8，加热使温度保持在40℃，得碱溶液；
2)按重量份称取聚合物乳液、氯甲基异噻唑啉酮、成膜剂、减水剂和聚乙二醇，混匀，得缓凝剂；
3)将缓凝剂加至碱溶液中，搅拌15min，得初品；
4)将初品与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述的，硅酸钠和水的质量比为4：100。
所述的，缓凝剂和碱溶液的质量比为1:1。
所述初品的加入量为水泥质量的5％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为初品质量的0.5％和5％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物，固含量42％；所述淀粉为甘薯淀粉。
实施例2
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液50份、氯甲基异噻唑啉酮15份、成膜剂6份、减水剂8份和聚乙二醇10份。
所述的，聚乙二醇为聚乙二醇600。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)将硅酸钠加至水中，混合均匀，调节pH 9，加热使温度保持在35℃，得碱溶液；
2)按重量份称取聚合物乳液、氯甲基异噻唑啉酮、成膜剂、减水剂和聚乙二醇，混匀，得缓凝剂；
3)将缓凝剂加至碱溶液中，搅拌25min，得初品；
4)将初品与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述的，硅酸钠和水的质量比为3：100。
所述的，缓凝剂和碱溶液的质量比为1:2。
所述初品的加入量为水泥质量的6％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为初品质量的0.8％和3％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为脂肪族酰胺；所述淀粉为木薯淀粉。
其余同实施例1。
实施例3
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液30份、氯甲基异噻唑啉酮25份、成膜剂10份、减水剂15份和聚乙二醇5份。
所述的，聚乙二醇为聚乙二醇1000。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)将硅酸钠加至水中，混合均匀，调节pH 10，加热使温度保持在30℃，得碱溶液；
2)按重量份称取聚合物乳液、氯甲基异噻唑啉酮、成膜剂、减水剂和聚乙二醇，混匀，得缓凝剂；
3)将缓凝剂加至碱溶液中，搅拌30min，得初品；
4)将初品与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述的，硅酸钠和水的质量比为2：100。
所述的，缓凝剂和碱溶液的质量比为1:3。
所述初品的加入量为水泥质量的5％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为初品质量的1％和1％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物；所述淀粉为绿豆淀粉。
其余同实施例1。
对比例1
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液50份、成膜剂6份、减水剂8份。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)将硅酸钠加至水中，混合均匀，调节pH 9，加热使温度保持在35℃，得碱溶液；
2)按重量份称取聚合物乳液、成膜剂和减水剂，混匀，得缓凝剂；
3)将缓凝剂加至碱溶液中，搅拌25min，得初品；
4)将初品与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述的，硅酸钠和水的质量比为3：100。
所述的，缓凝剂和碱溶液的质量比为1:2。
所述初品的加入量为水泥质量的6％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为初品质量的0.8％和3％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为脂肪族酰胺；所述淀粉为木薯淀粉。
其余同实施例1。
对比例2
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：氯甲基异噻唑啉酮15份、减水剂8份和聚乙二醇10份。
所述的，聚乙二醇为聚乙二醇600。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)将硅酸钠加至水中，混合均匀，调节pH 9，加热使温度保持在35℃，得碱溶液；
2)按重量份称取氯甲基异噻唑啉酮、减水剂和聚乙二醇，混匀，得缓凝剂；
3)将缓凝剂加至碱溶液中，搅拌25min，得初品；
4)将初品与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述的，硅酸钠和水的质量比为3：100。
所述的，缓凝剂和碱溶液的质量比为1:2。
所述初品的加入量为水泥质量的6％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为初品质量的0.8％和3％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为脂肪族酰胺；所述淀粉为木薯淀粉。
其余同实施例1。
对比例3
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液50份、氯甲基异噻唑啉酮15份、成膜剂6份、减水剂8份和聚乙二醇10份。
所述的，聚乙二醇为聚乙二醇600。
一种适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂的使用方法，包括以下步骤：
1)按重量份称取聚合物乳液、氯甲基异噻唑啉酮、成膜剂、减水剂和聚乙二醇，混匀，得缓凝剂；
2)将缓凝剂与拌合水混合均匀，再加入消泡剂和淀粉，混匀，再与水泥拌合即可。
所述缓凝剂的加入量为水泥质量的6％；所述消泡剂和淀粉的加入量分别为缓凝剂质量的0.8％和3％；所述拌合水的用量为水泥质量的45％。
所述消泡剂为脂肪族酰胺；所述淀粉为木薯淀粉。
其余同实施例1。
性能测试
分别以添加实施例1-3制得缓凝剂的硫铝酸盐水泥为实验组1-3，分别以添加对比例1-3制得缓凝剂的硫铝酸盐水泥为对照组1-3，以不添加任何缓凝剂的硫铝酸盐水泥作为对照组4。参照GB/T8077-2000《混凝土外加剂均质性试验方法》，0.45水灰比条件下，测定实验组1-3和对照组1-4的净浆流动度；参照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》，0.27水灰比条件下，采用维卡仪测定实验组1-3和对照组1-4的凝结时间；0.27水灰比条件下，使用压力机测定实验组1-3和对照组1-4的2×2×2cm3净浆试块的28天净浆抗压强度。检测结果如表1所示。
表1性能测试结果
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。