CN104193266A - 膨胀速率与混凝土的强度发展相协调的混凝土膨胀剂 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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
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
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
优选地，所述石膏选用脱硫石膏和/或氟石膏。
本发明还提供上述所述的混凝土膨胀剂的制备方法。
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1.18mm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%）。
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。
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。
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８～1０%。
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。
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。
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。
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。
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。
产品适应性强，能用于不同强度等级的混凝土。
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。
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
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使其混合均匀，接着，开动搅拌机，间隔1-2min后依次加入45kg石膏粉、10kg生石灰粉、20kg硫铝酸盐熟料和2kg木质素磺酸钙；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。
产品主要技术性能：
外观：粉状材料；
细度：1.18mm筛筛余值≦0.35%；
比重：2.6±0.2g/ml
凝结时间：初凝≧45min，终凝≦300min。
抗压强度（28d）：≥45MPa
限制膨胀率：﹥0.03%。
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使其混合均匀，接着，开动搅拌机，间隔1-2min后依次加入48kg石膏粉、14kg生石灰粉、24kg硫铝酸盐熟料和1.5kg葡萄糖酸钠；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。
产品主要技术性能：
外观：粉状材料：
细度：1.18mm筛余值≦0.35%；
比重：2.6±0.2g/ml
凝结时间：初凝≧45min，终凝≦300min。
抗压强度（28d）：≥45MPa
限制膨胀率：﹥0.03%。
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使其混合均匀，接着，开动搅拌机，间隔1-2min后依次加入40kg石膏粉、6kg生石灰粉、18kg硫铝酸盐熟料和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。
产品主要技术性能：
外观：粉状材料：
细度：1.18mm筛余值≦0.35%；
比重：2.6±0.2g/ml
凝结时间：初凝≧45min，终凝≦300min。
抗压强度（28d）：≥45MPa
限制膨胀率：﹥0.03%。

Claims (9)

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、无机缓凝剂，再搅拌30min以上，使全部原材料混合均匀；
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８～1０%。
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。
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