CN111003966A - 一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂及其应用，以每1000重量份硅酸盐水泥熟料中添加的重量份计，所述抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂包括如下重量份的原料：粘结强度增强剂10～18份，晶体强度增强剂5～15份，水化进程促进剂16～30份，天然石膏15～25份。本发明增强剂极大提高了硅酸盐水泥的强度及抗硫酸盐腐蚀性，添加制备方法简单，经济效益高，是一种前景很好的建筑用水泥增强剂。

Description

一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂及其应用
技术领域
本发明属于水泥增强剂技术领域，特别涉及一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂及其应用。
背景技术
硅酸盐水泥是由石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料，而普通硅酸盐水泥是建筑行业应用面最广，使用量最大的水泥品种。
由于硅酸盐水泥碱含量较高，会引起混凝土的“碱骨料反应”，再加上硅酸盐水泥的抗硫酸盐腐蚀能力差，其耐久性会大大降低，此外市面上低碱硅酸盐水泥因经济性考虑和生产工艺复杂，普遍无法达到较高强度，而且生产过程会对环境产生影响。
发明内容
发明目的：为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂及其应用。本发明水泥增强剂在较少的添量下，能很好的提高低碱硅酸盐水泥的后期及早期强度，同时保证较低碱含量以及一定的抗硫酸盐腐蚀性，增强剂材料环保且性价比较高，降低了高强度水泥生产成本。
技术方案：为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，以每1000重量份硅酸盐水泥熟料中添加的重量份计，所述抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂包括如下重量份的原料：粘结强度增强剂10～18份，晶体强度增强剂5～15份，水化进程促进剂16～30份，天然石膏15～25份。
作为优选：
所述粘结强度增强剂由下列重量份的成分组成：硅烷偶联剂4～6份，乙烯-乙酸乙烯共聚物2～4份，羧甲基纤维素2～4份，环氧树脂2～4份。
所述晶体强度增强剂选自白炭黑。
所述水化进程促进剂由下列重量份的成分组成：减水剂3～5份，硅粉4～8份，水玻璃7～13份，高吸水性树脂2～4份。
所述硅酸盐水泥为普通低碱硅酸盐水泥、矿渣低碱硅酸盐水泥、火山灰低碱硅酸盐水泥、粉煤灰低碱硅酸盐水泥、复合低碱硅酸盐水泥中的至少一种。
作为本发明优选的一种实施方案，以每1000份硅酸盐水泥熟料中添加的重量份计，所述抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂包括如下重量份比例的原料：硅烷偶联剂6份，乙烯-乙酸乙烯共聚物4份，羧甲基纤维素4份，环氧树脂4份，白炭黑15份，减水剂3份，硅粉4份，水玻璃7份，高吸水性树脂2份，天然石膏15～25份。
本发明还提供了所述的增强剂在制备抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥中的应用。
将所述增强剂中的液体混合制成液剂，固体混合研磨过筛制成粉剂，使用时，液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。
有益效果：相对于现有技术，本发明增强剂中，粘结强度增强剂通过填充原理及架桥作用改性水泥材料的微观结构，共同作用优化成膜界面结构，晶体强度增强剂能促进火山灰反应和促进硅酸盐形成，以此增强水化产物晶体强度，水化进程促进剂能在反应初期预先吸水并随着水泥水化反应进行持续给水从而促进水化进程进行，通过这三种增强剂的交互作用及优选配比，在较小外加剂添量的情况下，保证水泥整体较低的碱含量(低于0.6％)以及一定的抗硫酸盐腐蚀性，同时很好的增加了低碱硅酸盐水泥的强度，具有很好的应用前景。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
实施例1
一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，由下列重量份的成分组成：每1000重量份硅酸盐水泥熟料中，硅烷偶联剂5份，乙烯-乙酸乙烯共聚物5份，羧甲基纤维素2份，环氧树脂2份，白炭黑12份，减水剂5份，硅粉8份，水玻璃10份，高吸水性树脂3份，天然石膏18份。
利用所述增强剂制备复合硅酸盐水泥，包括以下步骤：
将环氧树脂、硅烷偶联剂、水玻璃于50℃加热搅拌10分钟，冷却至室温制成液剂，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、白炭黑、减水剂、硅粉、高吸水性树脂、天然石膏混合研磨过200目筛制成粉剂，使用时液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准，选择水灰比0.5，胶结材料：标准砂＝1:3，将液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀，再一起用搅拌器混合均匀，制成复合硅酸盐水泥胶砂。
胶砂制备后立即进行成型，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm试块，以未添加抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂的同种水泥胶砂制备的试块为空白组，脱模养护28d后用电液伺服万能试验机测其抗压强，其28d抗压强度相较于空白组可提高约75％。
实施例2
一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，由下列重量份的成分组成：每1000重量份普通硅酸盐水泥熟料中，硅烷偶联剂6份，乙烯-乙酸乙烯共聚物4份，羧甲基纤维素4份，环氧树脂4份，白炭黑15份，减水剂3份，硅粉4份，水玻璃7份，高吸水性树脂2份，天然石膏20份。
利用所述增强剂制备普通硅酸盐水泥，包括以下步骤：
将环氧树脂、硅烷偶联剂、水玻璃于50℃加热搅拌10分钟，冷却至室温制成液剂，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、白炭黑、减水剂、硅粉、高吸水性树脂、天然石膏混合研磨过200目筛制成粉剂，使用时液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准，选择水灰比0.5，胶结材料：标准砂＝1:3，将液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀，再一起用搅拌器混合均匀，制成复合硅酸盐水泥胶砂。
胶砂制备后立即进行成型，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm试块，以未添加抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂的同种水泥胶砂制备的试块为空白组，脱模养护28d后用电液伺服万能试验机测其抗压强，其28d抗压强度相较于空白组可提高约80％。
实施例3
一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，由下列重量份的成分组成：每1000重量份矿渣硅酸盐水泥熟料中，硅烷偶联剂4份，乙烯-乙酸乙烯共聚物2份，羧甲基纤维素2份，环氧树脂2份，白炭黑5份，减水剂5份，硅粉8份，水玻璃13份，高吸水性树脂4份，天然石膏15份。
利用所述增强剂制备矿渣硅酸盐水泥，包括以下步骤：
将环氧树脂、硅烷偶联剂、水玻璃于50℃加热搅拌10分钟，冷却至室温制成液剂，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、白炭黑、减水剂、硅粉、高吸水性树脂、天然石膏混合研磨过200目筛制成粉剂，使用时液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准，选择水灰比0.5，胶结材料：标准砂＝1:3，将液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀，再一起用搅拌器混合均匀，制成复合硅酸盐水泥胶砂。
胶砂制备后立即进行成型，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm试块，以未添加抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂的同种水泥胶砂制备的试块为空白组，脱模养护28d后用电液伺服万能试验机测其抗压强，其28d抗压强度相较于空白组可提高约76％。
实施例4
一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，由下列重量份的成分组成：每1000重量份火山灰硅酸盐水泥熟料中，硅烷偶联剂5份，乙烯-乙酸乙烯共聚物3份，羧甲基纤维素3份，环氧树脂3份，白炭黑10份，减水剂5份，硅粉8份，水玻璃13份，高吸水性树脂4份，天然石膏25份。
利用所述增强剂制备火山灰硅酸盐水泥，包括以下步骤：
将环氧树脂、硅烷偶联剂、水玻璃于50℃加热搅拌10分钟，冷却至室温制成液剂，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、白炭黑、减水剂、硅粉、高吸水性树脂、天然石膏混合研磨过200目筛制成粉剂，使用时液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准，选择水灰比0.5，胶结材料：标准砂＝1:3，将液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀，再一起用搅拌器混合均匀，制成复合硅酸盐水泥胶砂。
胶砂制备后立即进行成型，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm试块，以未添加抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂的同种水泥胶砂制备的试块为空白组，脱模养护28d后用电液伺服万能试验机测其抗压强，其28d抗压强度相较于空白组可提高约73％。
实施例5
一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，由下列重量份的成分组成：每1000重量份粉煤灰硅酸盐水泥熟料中，硅烷偶联剂5份，乙烯-乙酸乙烯共聚物3份，羧甲基纤维素3份，环氧树脂3份，白炭黑15份，减水剂4份，硅粉6份，水玻璃10份，高吸水性树脂3份，天然石膏25份。
利用所述增强剂制备粉煤灰硅酸盐水泥，包括以下步骤：
将环氧树脂、硅烷偶联剂、水玻璃于50℃加热搅拌10分钟，冷却至室温制成液剂，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、白炭黑、减水剂、硅粉、高吸水性树脂、天然石膏混合研磨过200目筛制成粉剂，使用时液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准，选择水灰比0.5，胶结材料：标准砂＝1:3，将液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀，再一起用搅拌器混合均匀，制成复合硅酸盐水泥胶砂。
胶砂制备后立即进行成型，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm试块，以未添加抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂的同种水泥胶砂制备的试块为空白组，脱模养护28d后用电液伺服万能试验机测其抗压强，其28d抗压强度相较于空白组可提高约72％。

Claims (8)

1.一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，其特征在于，以每1000重量份硅酸盐水泥熟料中添加的重量份计，所述抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂包括如下重量份的原料：粘结强度增强剂10～18份，晶体强度增强剂5～15份，水化进程促进剂16～30份，天然石膏15～25份。
2.根据权利要求1所述的抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，其特征在于，所述粘结强度增强剂由下列重量份的成分组成：硅烷偶联剂4～6份，乙烯-乙酸乙烯共聚物2～4份，羧甲基纤维素2～4份，环氧树脂2～4份。
3.根据权利要求1所述的抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，其特征在于，所述晶体强度增强剂选自白炭黑。
4.根据权利要求1所述的抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，其特征在于，所述水化进程促进剂由下列重量份的成分组成：减水剂3～5份，硅粉4～8份，水玻璃7～13份，高吸水性树脂2～4份。
5.根据权利要求1所述的抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，其特征在于，所述硅酸盐水泥为普通低碱硅酸盐水泥、矿渣低碱硅酸盐水泥、火山灰低碱硅酸盐水泥、粉煤灰低碱硅酸盐水泥、复合低碱硅酸盐水泥中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂，其特征在于，以每1000份硅酸盐水泥熟料中添加的重量份计，所述抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂包括如下重量份比例的原料：硅烷偶联剂6份，乙烯-乙酸乙烯共聚物4份，羧甲基纤维素4份，环氧树脂4份，白炭黑15份，减水剂3份，硅粉4份，水玻璃7份，高吸水性树脂2份，天然石膏15～25份。
7.权利要求1-6任一项所述的增强剂在制备抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将所述增强剂中的液体混合制成液剂，固体混合研磨过筛制成粉剂，使用时，液剂加于水中混合均匀，粉剂加于水泥熟料中混合均匀。
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