本发明属于土木工程使用材料技术领域，涉及一种用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂。
背景技术：
水泥工业是高污染、高能耗的行业，水泥混凝土中掺加矿物掺合料是降低水泥用量的重要而有效的措施。现代混凝土中掺加不同矿物掺和料，可以利用不同矿物掺和料的不同特点来提高混凝土的性能。常用的矿物掺合料有粉煤灰、矿粉、硅灰等，它们掺入混凝土中可以改善混凝土的强度及耐久性，因而在土木工程中被广泛使用。近几十年来，由于水利、交通、工民建的大量兴建，使粉煤灰资源日益紧缺。因此，必须找到一种容易获得、优质廉价的新型矿物掺合料。
石灰石粉是以主要成分为caco3的石灰岩粉磨而制成的粉末矿物。在我国资源丰富，结构稳定，适当调节其掺量和细度可以改善混凝土拌合物的和易性，并且可以提高硬化混凝土的强度。石灰石粉已在水电工程和民建工程中有一定的应用，它还是配制自密实混凝土的重要原料。
石灰石粉应用于水泥混凝土中的作用机理主要有两方面，一是物理效应，即微集料填充效应；二是化学效应，化学效应又包括加速效应和活性效应。加速效应是指当石灰石粉磨细到足够细度后，纳米级的石灰石粉微粒可以降低水泥水化产物晶体和凝胶形成的成核位垒，使水泥的水化加速，从而有利于提高水泥和混凝土的强度。活性效应是指石灰石粉可以和水泥水化产物反应生成单碳水化铝酸钙和三碳水化铝酸钙，但这种活性效应主要体现在水泥水化的后期。
总体来看，与高温下形成的以玻璃态矿物为主的粉煤灰、矿粉、硅灰等相比，石灰石粉的活性是比较低的，在混凝土中通常掺量为10％左右，当掺量大于20％时会导致混凝土强度降低，耐久性变差，甚至影响工程质量。
提高粉磨细度是提高石灰石粉活性的有效措施，但是要增大细度，就需要消耗更多的能量，导致成本的增加和对环境的污染。因此，除了增加细度以外，还必须采用其他方法提高石灰石粉的活性，从而可以增强石灰石粉对水泥混凝土强度等性能的改善作用，并提高其在水泥混凝土中的掺量，以利于替代更多的水泥。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂，该添加剂能够有效的提高水泥混凝土中掺用的石灰石粉活性，改善水泥混凝土强度及耐久性，并且用量较少，成本低。
为达到上述目的，本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为40％-100％的有机酸促溶剂及0％-60％的活性助剂制备而成。
有机酸促溶剂为己二酸、丁二酸、柠檬酸、腐植酸及水杨酸中的一种或多种按任意比例混合的混合物。
活性助剂为三乙醇胺、十六醇、硅酸钠及硫酸钠中的一种或多种按任意比例混合的混合物。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由有机酸促溶剂及活性助剂组成，其中，有机酸促溶剂具有促进石灰石粉溶解的作用，活性助剂具有促进水泥早期水化的作用，同时有机酸促溶剂与活性助剂之间存在协同效应。具体的，有机酸促溶剂加速碳酸钙在水泥水化过程中的溶解，同时溶解产生的钙离子可以参与水泥或其他矿物掺合料的水化反应，进而生成更多水化硅酸钙及水化铝酸钙等水化产物，溶解产生的碳酸根离子在水化后期能够与水泥水化产物反应生成单碳水化铝酸钙及三碳水化铝酸钙等产物，从而提高水泥混凝土中掺用的石灰石粉活性，另外，多余的碳酸根离子与钙离子结合成碳酸钙，从而通过溶解再结晶使原本较大的石灰石粉经过化学反应生成细小的颗粒，细小颗粒可以填充于水泥颗粒间隙中，使水泥结构更为密实，从而提高混凝土的力学性能及耐久性；同时活性助剂具有促进水泥水化的作用，可以在早期使水泥水化产物增多，促进石灰石粉溶出的离子与其水化产物的反应。经实验，本发明能够有效地提高石灰石粉在水泥水化中的活性，改善掺加有石灰石粉的混凝土性能，提高石灰石粉的使用率，减少水泥混凝土中水泥的用量，成本较低。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，以下是对本发明的解释而不是限定。
实施例一
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂为有机酸促溶剂，其中，有机酸促溶剂为己二酸、丁二酸、柠檬酸、腐植酸及水杨酸按任意比例混合的混合物。
实施例二
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为99％的有机酸促溶剂及1％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为丁二酸、柠檬酸、腐植酸及水杨酸按任意比例混合的混合物；活性助剂为三乙醇胺、十六醇、硅酸钠及硫酸钠按任意比例混合的混合物。
实施例三
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为40％的有机酸促溶剂及60％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为腐植酸及水杨酸按任意比例混合的混合物；活性助剂为十六醇、硅酸钠及硫酸钠按任意比例混合的混合物。
实施例四
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为50％的有机酸促溶剂及50％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为腐植酸及水杨酸按任意比例混合的混合物；活性助剂为硅酸钠及硫酸钠按任意比例混合的混合物。
实施例五
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为80％的有机酸促溶剂及20％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为己二酸；活性助剂为三乙醇胺。
实施例六
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为70％的有机酸促溶剂及30％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为丁二酸；活性助剂为十六醇。
实施例七
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为90％的有机酸促溶剂及10％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为柠檬酸；活性助剂为硅酸钠。
实施例八
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为65％的有机酸促溶剂及35％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为腐植酸；活性助剂为硫酸钠。
实施例九
本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂由质量百分数为85％的有机酸促溶剂及15％的活性助剂制备而成；有机酸促溶剂为水杨酸；活性助剂为三乙醇胺、十六醇、硅酸钠及硫酸钠按任意比例混合的混合物。
在制备时，只需将有机酸促溶剂及活性助剂混合均匀，即可得到本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂，制备方法较为简单。
验证试验一
将本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂按一定比例添加到掺有石灰石粉的水泥浆体中，净浆水灰比控制在0.3，充分搅拌均匀，装模振实后进行标准养护，试件尺寸为40mm×40mm×40mm，在3d及28d时测定其抗压强度，试验结果如下表1所示：
表1
试验结果表明，纯水泥浆体成型的试件，3d和28d抗压强度分别为54.6mpa和87.2mpa；而掺入25％的石灰石粉后，3d和28d抗压强度均明显下降，分别为46.9mpa和80.4mpa。在掺入25％石灰石粉的浆体中加入0.12％的本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂后，其3d抗压强度明显提高，28d抗压强度与掺入25％石灰石粉的浆体抗压强度接近。说明本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂对掺入的石灰石粉早期活性有明显的提高作用。
验证试验二
将本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂按一定比例添加到掺有石灰石粉的水泥浆体中，净浆水灰比控制在0.3，充分搅拌均匀，装模振实后进行标准养护，试件尺寸为40mm×40mm×40mm，在3d和28d时测定其抗压强度，试验结果如下表2所示：
表2
试验结果表明，纯水泥浆体成型的试件，3d和28d抗压强度分别为54.6mpa和87.2mpa；而掺入25％的石灰石粉后，3d和28d抗压强度均明显下降，分别为46.9mpa和80.4mpa；在掺入25％石灰石粉的浆体中加入0.16％的本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂后，其3d抗压强度提高了19％，28d抗压强度与掺入25％石灰石粉的浆体抗压强度接近。说明本发明所述的用于提高水泥混凝土中掺用石灰石粉活性的添加剂对掺入的石灰石粉早期活性有明显的提高作用。