一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂的制作方法

文档序号:13437714阅读:462来源:国知局

技术领域:

本发明涉及到建筑材料领域,具体涉及到一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂。



背景技术:

随着公路、铁路、港口、航空及城市建设的发展,混凝土预制构件化己成为现代工程的需求及发展方向。混凝土性能的提升与矿物外加剂、化学外加剂的应用有直接关系。矿物外加剂矿粉、粉煤灰、硅灰取代部分水泥配制砂浆或混凝土,会出现需水量增加、凝结时间延长,早期强度较低、强度发展缓慢等问题;聚羧酸外加剂敏感性太强,也不完全适合于预制构件混凝土使用。

水泥颗粒的粗细与水化速度有直接关系。水泥颗粒越细,水化更为完全,水泥的早期强度越高,还可改善浆体泌水性、和易性和黏结力。粗颗粒只能在表面水化,未水化部分只起填充料作用;但水泥越细,标准稠度需水量越大,硬化后浆体结构孔隙率增加,导致强度下降。水泥胶凝材料细度的增加,一方面有利于网络外体ca2+等金属离子的溶出,致使浆状ph值较高,可增大水泥颗粒的一次水化量和增强矿物掺合料的二次水化反应能力;另一方面还可增加二次水化产物在胶凝体系的分数体积,有利于矿物掺合料在水泥石内的粘结。

专利cn104529199a公开一种水泥无机增强剂,按重量计,它包含60-70%的铝渣,5-10%的硅污泥,5-10%的电石渣,5-10%的湿排粉煤灰和0-5%的锌渣。本发明将工业废弃物作为原料,经过一定的制备方法生产成无机增强剂,用于水泥生产中代替熟料,以达到节能减排、提高效益的目的,且大大降低了水泥的生产成本。

专利cn102329096a公开了一种用于混凝土的高早强矿物外加剂。一种用于混凝土的高早强矿物外加剂,其特征在于它由矿粉、粉煤灰、硅灰、偏高岭土、硫酸钠和聚羧酸减水剂混合而成,各原料所占质量百分数为:矿粉:30-50%,粉煤灰:20-35%,硅灰:5-15%,偏高岭土:5-15%,硫酸钠:2-5%,聚羧酸减水剂:1-2%。本发明研制的高早强矿物外加剂可用于混凝土预制构件、灌浆材料、修补材料等,将该高早强矿物外加剂以10%掺量取代水泥制备混凝土,其需水量小、早期活性指数高、强度发展状况良好。

专利cn105330194a公开了一种纳米悬浮液混凝土早强剂及其制备方法,所述纳米悬浮液混凝土早强剂由掺杂过渡金属元素的纳米硅酸钙悬浮液制成,所述悬浮液的主要组成为纳米硅颗粒,纳米硅颗粒的化学结构为acao·ba12o3·czno·sio2·6h2o,其中1≤a≤2;0.50≤b≤1;0.25≤c≤0.50;所述纳米硅颗粒由可溶性钙盐、可溶性硅酸盐、可溶性铝盐、可溶性锌盐以及高分子聚合物分散剂制得。该早强剂一方面不含氧盐、对混凝土中的钢筋无锈蚀作用,另一方面为极其稳定的悬浮液体系,便于添加,易于在混凝土制备过程中均匀分散;能够显著提高混凝土早期强度。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂。

本发明技术方案的设计思想为:徐放型增强剂可在水泥胶凝材料水化过程中产生强电解液,使几十微米的水泥胶凝材料颗粒进一步碎化。碎化会加速ca2+等金属离子的溶出,增大ph值,加速二次水化;且通过油脂粉磨包裹工艺,在特定时间内逐步释放电石,并抑制水泥基胶凝材料细化后二次水化速率,构建以碎化-抑制-增强三元作用组分,是徐放型增强剂设计的难点和关键所在。

电石遇水立即发生激烈反应,放出热量,该过程对周边的水泥胶凝材料颗粒破碎分解,形成氢氧化钙强电解质,是一次、二次水化反应的反应物,增大一次、二次反应量及加快反应速率;电石遇水同时释放乙炔气体,此气体会形成较小的气泡和短直径的微毛细孔,且此还原性气体,可将三价铁离子还原成二价铁离子,相对来看,而价铁离子离子半径更小,反应能力更强,促使水化铁铝酸钙类胶凝性水化产物,增大矿渣早期水化强度。

电石和油脂混合粉磨,促使电石的表面覆盖一层油脂薄膜,该薄膜在水泥胶凝材料的碱性水性环境下水解,释放出高级脂肪酸和甘油,此有机物混合物可与钙离子形成络合物或插层水化产物中,延迟水泥胶凝材料细化导致一次、二次水化速率过快的不利因素。此外,细化增强剂里复合部分石膏类原料和甲酸钙,降低油脂水解产物对矿渣的缓凝效应,油脂、石膏类原料、甲酸钙相互制约,以期水泥胶凝材料细化后满足正常的工作性能、施工时间、力学强度需求。该徐放型增强剂在水泥胶凝材料中掺量为万分之五到千分之二。

为实现上述目的,本发明的技术方案为:

一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂,其特征在于:所述的徐放型增强剂包含如下重量份组分:

电石:20-40份;油脂:10-20份;

石膏类原料:20-45份;甲酸钙:10-25份。

所述的电石的主要成分为碳化钙,优选纯度大于80%的工业品,优选粒度为1-7mm的工业品。

所述的所述油脂的化学式如下:

其中r1、r2、r3是饱和烃基或不饱和烃基,优选为r1≠r2≠r3时(即烃基不相同)的混甘油酯;优选为r为饱和烃基,该类油脂熔点较高,室温下呈固态。

所述的石膏类原料为二水石膏、天然硬石膏、半水石膏、磷石膏和氟石膏,优选为掺加石膏类原料的水泥样品标准稠度用水量小的二水石膏、天然硬石膏、磷石膏、氟石膏,优选为掺石膏类原料的水泥样品的强度高的二水石膏、磷石膏、氟石膏,优选为掺石膏类原料为二水石膏、氟石膏。

所述的甲酸钙化学式为c2h2o4ca,优选为纯度大于98%的工业级甲酸钙。

一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂,其特征在于:所述的徐放型增强剂的组分a为20-40份电石和10-20份油脂的粉磨混合粉体,粉磨混合粉体优选为细度200目95%过筛的混合粉体。

一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂,其特征在于:所述的徐放型增强剂的组分b为20-45份石膏类原料和10-25份甲酸钙的粉磨混合粉体,粉磨混合粉体优选为细度600目95%过筛的混合粉体。

一种预制构件用水泥基胶凝材料用徐放型增强剂,其特征在于:所述的徐放型增强剂由组分a和组分b混料而成,组份a和组分b在混料机中按任意比例混合,混合时间控制为0.5-2.0小时,混合时间优选为1小时。

与现有技术相比,本发明的积极效果为:

1、水泥胶凝材料要达到几微米的细度,通过现有的粉磨技术,势必增加微粉磨介质和该微粉磨介质对矿粉成品的中和性影响;本发明采用徐放型增强剂,在水化剧烈放热反应中,对几十微米的水泥胶凝材料再破碎细化,降低粉磨能耗和额外微粉磨介质的引入,且电石反应后的氢氧化钙是矿粉一次、二次水化的反应原材料,对水泥胶凝材料强度的激发起正面作用;

2、本发明将油脂、石膏类原料、甲酸钙的复合匹配使用,控制了电石在碱性水化过程中在特定时间逐步释放,防止过早释放而无法完成水泥胶凝材料超细化进程;

3、本发明使用的油脂水化产物的高级脂肪酸和甘油又可抑制矿粉细化带来二次水化加速现象,石膏类原料和甲酸钙一定程度对高级脂肪酸和甘油的缓凝副作用进行校正;

4、本发明的徐放型增强剂可在水泥胶凝材料水化过程中产生强电解液,使几十微米的水泥胶凝材料颗粒进一步碎化,碎化会加速ca2+等金属离子的溶出,增大ph值,加速二次水化;且通过油脂粉磨包裹工艺,在特定时间内逐步释放电石,并抑制水泥基胶凝材料细化后二次水化速率,构建以碎化-抑制-增强三元作用组分。

具体的实施方式

下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1:

该徐放型增强剂粉体混合物按质量份混合而成,总质量为100。

组分a:

电石:24份;

羊油(油酸、硬脂酸和棕榈酸的甘油三酸酯):13份;

组分a置于球磨机中混磨,控制细度为200目95%过筛;

组分b:

二水石膏:42份;

甲酸钙:21份。

组分b置于球磨机中混磨,控制细度为600目95%过筛;

组分a和组分b置于混料机混合0.5小时,即可成品,掺量为千分之一点五。

实施例2

该徐放型增强剂粉体混合物按质量份混合而成,总质量为100。

组分a:

电石:33份;

牛油:14份;

组分a置于球磨机中混磨,控制细度为200目95%过筛;

组分b:

氟石膏:37份;

甲酸钙:16份。

组分b置于球磨机中混磨,控制细度为600目95%过筛;

组分a和组分b置于混料机混合1.0小时,即可成品,掺量为千分之一。

实施例3

该徐放型增强剂粉体混合物按质量份混合而成,总质量为100。

组分a:

电石:35份;

牛油:19份;

组分a置于球磨机中混磨,控制细度为200目95%过筛;

组分b:

二水石膏:23份;

甲酸钙:23份。

组分b置于球磨机中混磨,控制细度为600目95%过筛;

组分a和组分b置于混料机混合1.5小时,即可成品,掺量为万分之八。

实施例4

该徐放型增强剂粉体混合物按质量份混合而成,总质量为100。

组分a:

电石:20份;

羊油(油酸、硬脂酸和棕榈酸的甘油三酸酯):10份;

组分a置于球磨机中混磨,控制细度为200目95%过筛;

组分b:

二水石膏:45份;

甲酸钙:25份。

组分b置于球磨机中混磨,控制细度为600目95%过筛;

组分a和组分b置于混料机混合1小时,即可成品,掺量为千分之一点五。

实施例5

该徐放型增强剂粉体混合物按质量份混合而成,总质量为100。

组分a:

电石:40份;

牛油:20份;

组分a置于球磨机中混磨,控制细度为200目95%过筛;

组分b:

二水石膏:20份;

甲酸钙:10份。

组分b置于球磨机中混磨,控制细度为600目95%过筛;

组分a和组分b置于混料机混合2小时,即可成品,掺量为万分之八。

实例检测结果

以市面上常见早强剂做对比样,其中无机类记为对比样1,有机类记为对比样2,考察对比样与各实例样品的抗压强度比,试验方法按《混凝土外加剂》(gb8076-2008)标准执行,具体结果可见表1。

表1实例样品的抗压强度比试验结果

表1试验结果表明,市面上常见早强剂多为无机盐类粉体和醇胺类液体,作用机理在于增加水泥矿物的溶解度或与水泥水化产物生成溶解度很小的络合物,加速水泥矿物的水化速度。该类早强剂表现为早期强度略有提高,后期强度轻微增幅或发生倒缩。采用实例1-5的产品,其作用机理在于破碎水泥粉体颗粒,增大水泥胶凝材料的整体水化量,从量变上产生强度的显著增幅;实例1-5早期强度能满足接近2倍的增幅,后期强度增幅也能维持在1.8倍上下,该专利产品增强效果显著。

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有配方和掺量,除了互相排斥的特征和/或配方、掺量以外,均可以以任何方式组合。本说明书(包括权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是发明的非限定实施方式,还可以衍生出大量的实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下,还可以做出若干变形和改进的实施例,这些都属于本发明的保护范围。

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