一种以硅钙氧化物为主要成分的混凝土添加剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土添加剂，具体说，是一种以硅钙氧化物为主要成分的混凝土添 加剂及制备方法。
【背景技术】
[0002] 水利水电工程建设过程中所用混凝土量大、结构厚实，常被称为大体积混凝土。对 于大体积混凝土而言温控防裂要求很高，在工程实际施工过程中，采用大掺量掺合料的水 工混凝土是应对大体积混凝土温控防裂问题的有效措施之一。目前，水工混凝土最常用的 掺合料为粉煤灰，用粉煤灰代替部分水泥配制水工混凝土已有三十多年的应用经验，其在 水工混凝土中最大掺量可达60%甚至更高。粉煤灰的掺用不仅可以减少水工混凝土中的水 泥用量、降低混凝土内部温升，还因其具有水化活性，能与水泥主要水化产物氢氧化钙发生 二次水化反应，因此，掺用粉煤灰的水工混凝土能获得更好的后期力学强度。随着生态文明 社会的建设，一批中小火电企业的关停，以及大量水电站工程的开工建设，粉煤灰的供需矛 盾日益突出，在粉煤灰紧张地区开工建设的水电站工程，优质掺合料已成为制约工程建设 的主要技术瓶颈之一。因此，需要结合水电站工程所在地及周边地区的工业布局情况，充分 利用工业废渣，开发类似于粉煤灰的水工混凝土掺合料。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种以硅钙氧化物为主要成分的混凝土添加 剂及制备方法，制备的复合活性材料能够与水泥的主要水化产物发生化学反应，稳定水化 产物体系，降低水化体系温升，提高水化体系力学强度。本发明生产工艺简单、易于实施、成 本较低。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种以硅钙氧化物为主要成 分的混凝土添加剂，由工业废渣粉及石粉复配而成，形成以硅酸盐玻璃体、铝酸盐玻璃体为 主要矿物组分，按质量百分比，其中：氧化钙含量45% -55%、二氧化硅含量20% -35%、 三氧化二铝含量1% -3 %、氧化镁含量1% -2 %和余量的杂质，细度45 μ m筛筛余量 12% -25%〇
[0005] 所述的以硅钙氧化物为主要成分的混凝土添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006] 1)将以硅酸盐玻璃体、铝酸盐玻璃体为主要矿物组成、质量百分含量在90%以上 的硅钙氧化物为主要化学成分的工业废渣A，150°C _200°C环境中机械粉磨，粉磨后比表面 积 400m2/kg_500m2/kg ;
[0007] 2)将以氧化钙为主要化学成分、氧化钙质量百分含量在50%以上的石粉B， 30°C~50°C温度范围内粉磨，粉磨后细度80 μ m筛筛余量1 % -10% ;
[0008] 3)将步骤1)得到的工业废渣A和步骤2)得到的石粉B按一定比例混合，形成以 硅酸盐玻璃体、铝酸盐玻璃体为主要矿物组成，按质量百分比，氧化钙含量45% -55%、二 氧化硅含量20 % -35%、三氧化二铝含量1% -3%、氧化镁含量1% -2 %和余量为杂质的复 合活性材料c，细度45 μ m筛筛余量12 % -25 %。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明生产工艺简单、易于实施、成本较低，对于稳定水泥 水化产物体系、提高水泥水化体系密实度与力学强度、降低水泥水化体系温升具有显著作 用，可应用于水利水电等行业混凝土工程施工建设。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明：
[0011] 本发明的以硅钙氧化物为主要成分的混凝土添加剂，由工业废渣粉及石粉复配而 成，形成以硅酸盐玻璃体、铝酸盐玻璃体为主要矿物组分，按质量百分比，其中：氧化钙含量 45 % -55 %、二氧化硅含量20 % -35 %、三氧化二铝含量1 % -3 %、氧化镁含量1 % -2 %和余 量的杂质，细度45 μ m筛筛余量12% -25%。
[0012] 所述的以硅钙氧化物为主要成分的混凝土添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013] 1)将以硅酸盐玻璃体、铝酸盐玻璃体为主要矿物组成、质量百分含量在90%以上 的硅钙氧化物为主要化学成分的工业废渣A，150°C _200°C环境中机械粉磨，粉磨后比表面 积 400m2/kg_500m2/kg ;
[0014] 2)将以氧化钙为主要化学成分、氧化钙质量百分含量在50%以上的石粉B， 30°C~50°C温度范围内粉磨，粉磨后细度80 μ m筛筛余量1 % -10% ;
[0015] 3)将步骤1)得到的工业废渣A和步骤2)得到的石粉B按一定比例混合，形成以 硅酸盐玻璃体、铝酸盐玻璃体为主要矿物组成，按质量百分比，氧化钙含量45% -55%、二 氧化硅含量20 % -35%、三氧化二铝含量1% -3%、氧化镁含量1% -2 %和余量为杂质的复 合活性材料C，细度45 μ m筛筛余量12 % -25 %。
[0016] 通过调整工业废渣A、石粉B的复合比例，及其粉磨温度、细度的调整，可以根据实 际使用要求对复合活性材料C的活性程度进行定量设计。
[0017] 本发明的反应机理用以下化学反应式表示：
[0018] 3CaO · Si02+nH20 - xCaO · SiO2 · yH20+(3-x) Ca (OH)2 (I)
[0019] 2CaO · Si02+mH20 - xCaO · SiO2 · yH20+ (2-x) Ca (OH) 2 (2)
[0020] 复合活性材料 C+Ca (OH) 2- xCaO · SiO 2 · yH20+H20 (3)
[0021] 化学式（1)、（2)为水泥最主要的两种熟料组分的水化反应过程，主要水化产物为 XCaO · SiO2 · yH20和Ca (OH) 2，复合活性材料C能与化学式（1)、⑵中的产物Ca (OH) 2继续 发生如化学式（3)所描述的化学反应，生成XCaO · SiO2 · yH20。XCaO · SiO2 · yH20是水泥水 化体系中的主要水化产物之一，对于稳定水化体系、密实水化体系结构等发挥着重要作用。 复合活性材料C不仅可以消耗部分化学式（1)、（2)中的Ca (OH)2产物，还能促使化学式（1)、 (2)的反应过程向右移动、加速反应。
[0022] 本发明的方法无需高温煅烧，仅通过控制机械粉磨时的温度、粉磨细度、以及混合 比例，即可生产出能在碱性环境下与水泥的主要水化产物发生化学反应的复合活性材料。 该复合活性材料能有效稳