CN104446083B - 抑制非金属材料制品泛碱的添加剂及其制造方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制非金属材料制品泛碱的添加剂及其制造方法和用途,属无机非金属材料技术领域。由于本添加剂中含有工业盐,经配料、烘干、粉磨、检验包装制得,用于抑制砼制品碱集料反应和石膏制品泛碱的现象。本添加剂原料广泛,制法简单,成本低,广泛用于立架桥、道路、建筑或石膏制品行业,该添加剂用于砼制品时不仅可以大幅度地提高砼制品的使用寿命,而且可以提高其抗辐射和延长凝结时间,方便现代砼施工;当用于石膏制品时可以大幅度地提高其白度和强度。

Description

抑制非金属材料制品泛碱的添加剂及其制造方法和用途
技术领域
本发明涉及一种抑制非金属材料制品泛碱的添加剂及其制造方法和用途,属无机非金属材料技术领域。
背景技术
无机非金属材料制品中防范碱集料反应早在上世纪80年代就已经写入了《建材标准化质量管理规程》,经过广大的材料科学工作者坚持不懈近二十年的严格管理,上世纪末尚未发生碱集反应的重大安全事故的报道,所以人们逐渐放松了对它危害性的警惕。随着改革开放的不断深入,国外一些先进的施工方法也被我国引进,适应各种施工方法的添加剂也随之应运而生,典型的如减水剂、泵送剂、缓凝剂、早强剂等;
由于上述添加剂在欧美发达国家均采用萘系和苯磺酸类,制造环节多、工艺较复杂,成本也高,我国一些企业为追求利润一般都采用相对廉价的碱来替代,从而人为的引入了部分钠离子及硫酸根离子;另一个因素是近二十年无机非金属材料行业的飞速发展,仅以水泥行业从1994年的1.1亿吨到去年年底已达到近30亿吨,年需消耗各种矿石达50亿吨以上,因此,各种优质原燃材料远远满足不了我国快速发展的需要,一些有害物质的含量已接近或超过了临界点的原材料也被混入了生产线。由此可见,上述两个因素叠加在一起使得无机非金属材料制品的安全隐患逐渐暴露出来,因而导致没有几年的时间就有立架桥、道路等就不得不拆除重建,因此,在我国能在十分畅通的道路行车已经非常难得的奢求了。
根据以上事实,防范和治理碱集料反应,开发出一些应急产品,减少国家和人们财产的损失是全国材料科学工作者义不容辞的责任和义务。
发明内容
为克服现有无机非金属材料生产使用中的上述缺陷,本发明的目的是提供一种抑制非金属材料制品泛碱的添加剂及其制造方法和用途,以便在无机非金属材料使用或生产时加入这种添加剂,使之抑制碱集料反应的发生,同时,对正在发生泛碱的制品采取补救措施,使得后续的装饰工作不受影响。
为解决其技术问题,本发明采用如下技术方案:
一.针对水泥和石膏两大类无机非金属材料发生碱集料反应而设计出抑制非金属材料制品泛碱的添加剂,该添加剂的原料组成及其重量百分比为:
1、BaCl2 :30%~70% ,
2、Ba3(PO42:30%~70%,
优选地,所述BaCl2含量为35%~65%,
优选地,所述Ba3(PO42含量为35%~65%;
二.设计出抑制非金属材料制品泛碱的添加剂的制造方法,该方法包括如下步骤:
步骤一、配料:准确称取占原料总量 30%~70% 的BaCl2,占原料总量30%~70%Ba3(PO42备用,
步骤二、烘干:将步骤一所得的物料烘干,当大规模生产式用回转式烘干机烘干,当小量生产式可用炒锅焙炒,其温度控制在300OC以下,物料烘干后在密封的环境中冷却备用,
步骤三、粉磨:将步骤二所得物料在气流磨内粉磨,其细度控制在400目以内,然后冷却均化,
步骤四、检验包装:将步骤三所得物料经检验细度合格,用密封防潮包装袋包装即为成品。
三.本抑制非金属材料制品泛碱的添加剂的用途:本添加剂适用于水泥砼制品或石膏制品;使用时,将本添加剂添加在水泥砼或石膏制品中,以提高水泥砼的使用寿命,消除石膏制品的泛碱现象,当用于水泥砼时,可以提高其抗辐射和延长凝结时间,方便现代砼施工;当用于石膏制品时还可以大幅度地提高其白度和强度,本产品广泛用于立架桥、道路、建筑或石膏制品行业,、投资少、见效快,适合中小企业开发转化。
与现有技术相比,本发明有如下特点和进步:由于本抑制非金属材料制品泛碱的添加剂中含有BaCl2 :30%~70% 和Ba3(PO42:30%~70%,使用时,该添加剂在水泥砼里面添加可以消除砼的碱集料反应,延长水泥砼的使用寿命,确保建筑物安全;在石膏制品中添加可以消除制品表面的泛碱现象,给后续的表面装饰带来了便利,特别是还能大幅度地提高其制品的白度和强度;其原因如下:
1.因所选BaCl2的含量为30%~70%,优选为 35%~65%,当BaCl2少于30%时,引进过多的磷酸根会降低水泥砼的使用寿命并延长终凝时间;当BaCl2多于70%时,Cl-会腐蚀砼内的钢筋使建筑工程的使用寿命缩短,同时过多的Cl-与水化过程形成的钙离子结合产生急凝或假凝现象,使得制品施工变得困难;
2,因所选Ba3(PO42含量为30%~70%,优选为 35%~65%,当含量少于30%时,因配料需引入较多的BaCl2而造成Cl-超标的可能;当含量多于70%时,过多的磷酸根会延长终凝时间而增加了施工成本;同时过多的磷酸根会降低砼的强度,影响了本添加剂的广泛性;总之,本抑制非金属材料制品泛碱的添加剂,原料广泛、制法简单、效果良好,用于水泥砼制品或石膏制品,可以抑制水泥砼制品的碱集料反应,提高水泥砼的使用寿命;或消除石膏制品的泛碱现象,提高制品的白度和强度。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进一步说明:
实施例一:抑制非金属材料制品泛碱的添加剂的制造方法,该方法包括如下步骤:
步骤一、配料:准确称取占原料总量 70% 的BaCl2,占原料总量30%的Ba3(PO42备用,
步骤二、烘干:将步骤一所得的物料烘干,当大规模生产式用回转式烘干机烘干,当小量生产式可用炒锅焙炒,其温度控制在300OC以下,物料烘干后在密封的环境中冷却备用,
步骤三、粉磨:将步骤二所得物料在气流磨内粉磨,其细度控制在400目以内,然后冷却均化,
步骤四、检验包装:将步骤三所得物料经检验细度合格,用密封防潮包装袋包装即为成品。
实施例二:抑制非金属材料制品泛碱的添加剂的方法,该方法包括如下步骤:
步骤一、配料:准确称取占原料总量 30% 的BaCl2,占原料总量70%的Ba3(PO42备用,
步骤二至步骤四同实施例一。
实施例三:抑制非金属材料制品泛碱的添加剂的方法,该方法包括如下步骤:
步骤一、配料:准确称取占原料总量 55% 的BaCl2,占原料总量45%的Ba3(PO42备用,
步骤二至步骤四同实施例一。
实施例四:抑制非金属材料制品泛碱的添加剂用于水泥制品;
现有水泥生产中一般将其钠离子控制在1%以下,但由于PC325混合物的掺入量较大,从该环节引入了较多的钠离子;同时,现有商品砼的普及需满足高层,长距离运输和加快施工周期,只得在砼中加入相应的泵送剂、缓凝剂、减水剂、早强剂等,砼商为了降低成本大多数放弃荼系和苯磺酸系列而引入钠离子系列,使得砼工程竣工后还不到几个月时间就出现泛碱现象屡见不鲜。
碱集料反应的主要方式如下:
Na++CO2+H2O→NaHCO3+H+
2NaHCO3+H2O+CO2→Na2CO3
Na2CO3+10H20→Na2CO3·10H20
2Na2 ++ SO2+ H2O→Na2SO3
Na2SO3 + H2O→Na2SO4+H+
Na2SO4+12 H2O→Na2SO4·12 H2O
故造成的表面泛碱和砼体积膨胀。
根据以上实事拟加入添加剂Ba3(PO42+BaCl2 ,=65+35,其添加剂的制造过程在此不再重复,该添加剂在砼制品中或砼表面与Na2SO4或Na2SO3发生如下反应:
Na2SO4+ BaCl2→Ba2SO4+2NaCl
3Na2CO3+ Ba3(PO42→2 Na3PO4+3 Ba2SO4
由于Ba2SO4不产生结晶水, NaCl,Na3 PO4水化迅速分布在制品中,故膨胀和泛碱现象消除。同样Na2CO3+ BaCl2→BaCO3+2 NaCl
3Na2CO3+ Ba3(PO42→2 Na3PO4 +3BaCO3
NaCl、Na3PO4在制造成型的过程中就已经形成稳定的晶体均布在制品内,BaCO3不会形成结晶水化物,故膨胀和泛碱现象消除。
实施例四:抑制非金属材料制品泛碱的添加剂用于石膏制品:
天然石膏往往和芒硝伴生,而脱硫石膏或其它工业副产石膏均含芒硝,当制品在干燥、炒制的过程中芒硝的结晶水均以脱去,但由于所有的石膏制品在成型的过程中均需加水,从而给硫酸钠形成晶体创造了条件,所以当石膏制品中硫酸钠达到一定含量后,其石膏制品在其面很快就会形成芒硝结晶体,使得制品表面的装饰层被破坏的不良后果。
根据以上事实,我们在其石膏粉的制造过程中添加
BaCl2 +Ba3(PO42=50+50,(本发明的添加剂其制造过程不再重复)经过均化、炒制发生如下化学反应:
Na2SO4·12 H2O+ BaCl2→Ba2SO4+2NaCl+12 H2O↑
Na2SO4·12 H2O+ Ba3(PO42→3BaSO4+Na3PO4+12 H2O↑
由于BaSO4有增白作用,Na3PO4有增强作用,因而其石膏粉体或制品因添加本材料后不仅消除了泛碱集料反应,同时还达到了增白增强的目的。
本抑制非金属材料制品泛碱的添加剂,原料的来源系工业产品,来源广泛、廉价易得。
上述实施例仅为本发明的两个具体实例,但本发明的设计构思不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (1)

1.一种抑制非金属材料制品泛碱的添加剂的制造方法,其特征是:该方法包括如下步骤:
步骤一、配料:准确称取占原料总量 30%~70% 的BaCl2,占原料总量30%~70%Ba3(PO42备用,
步骤二、烘干:将步骤一所得的物料烘干,当大规模生产时用回转式烘干机烘干,当小量生产时用炒锅焙炒,其温度控制在300OC以下,物料烘干后在密封的环境中冷却备用,
步骤三、粉磨:将步骤二所得物料在气流磨内粉磨,其细度控制在400目以内,然后冷却均化,
步骤四、检验包装:将步骤三所得物料经检验细度合格,用密封防潮包装袋包装即为成品;该添加剂用于水泥砼制品或石膏制品,用以抑制水泥砼制品的碱集料反应,提高水泥砼的使用寿命;消除石膏制品的泛碱现象,提高制品的白度和强度。
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