CN112194405B - 一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用，该制备方法包括：(1)取20～60质量份电石渣和0.5～1质量份分散剂，加80～160质量份水混合搅拌，经筛分得电石渣浆料；(2)在电石渣浆料中加电石渣浆料中电石渣固含量0.5‰～1.5‰的助磨剂、电石渣浆料中电石渣固含量5～25‰的塑化剂及300～400质量份研磨介质，于湿磨机中研磨，筛分研磨介质得电石渣超细浆液；(3)在电石渣超细浆液中添加反团聚稳定剂经搅拌，得电石渣超早强外加剂。本发明方法工艺简单，能耗低，成本低，所制备电石渣超早强外加剂加入水泥胶凝材料，可显著增强水泥胶凝材料早期强度，且后期强度不倒缩，增加了电石渣产品附加值。

Description

一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用。
背景技术
随着我国建筑行业的发展，早强混凝土在抢修抢建工程、混凝土预制构件生产、道路桥梁建设等领域中发挥着越来越重要的作用。为提高混凝土早期强度，目前常采用的方法如下：
(1)用60℃～80℃的蒸汽养护混凝土8h，此方法虽可有效缩短脱模时间，但蒸养能耗大，增高了混凝土预制构件的生产成本，且水化产物晶体生长粗大，对混凝土构件的耐久性十分不利。
(2)加入无机早强剂来加快水泥水化，但无机早强剂通常采用工业原料制得，成本较高，且会引入原子半径较小的离子，如K+、Na+、Cl-等，使无机早强剂在使用时受到限制，并对预制构件的耐久性以及后期强度发展有一定负面影响。
(3)加入纳米或亚微米级晶核，通过晶核效应诱导水泥水化，这对水泥的危害极小，但其晶核生产成本较高。
晶核效应可有效诱导水泥胶凝材料水化。在公开号为CN105347716A的中国专利中，公开了一种分散型无氯油井水泥低温早强剂，该低温早强剂包括份硫酸钠、纳米二氧化硅、铝酸钠、三乙醇胺和减水剂。添量为3％时，油井水泥在20℃温度下8h强度可从0MPa增长到5.6MPa，12h强度可从3.5MPa增长到7.8MPa；然而其中纳米二氧化硅价格高，且其对后期的强度增长影响未知。在公开号为CN108911551A的中国专利中，公开一种纳米C-S-H凝胶材料的制备方法及其在水泥胶凝材料中的应用，该纳米材料的制备方法为：用硅酸盐溶液、钙盐溶液和碱溶液加入反应釜，于50℃～80℃下反应；再离心洗涤至中性，制得纳米C-S-H凝胶材料浆料。将该纳米材料应用于水泥中，可使水泥净浆强度增长为10-70％，但1d之前的早期强度未知。在公开号为CN104803625A的中国专利中，公开了一种纳米悬浮液混凝土早强剂的制备方法，该早强剂由质量比为1:4～9的触变性溶液和纳米硅酸钙悬浮液制成，触变性溶液含可溶性氟硅酸盐和可溶性铝盐，纳米硅酸钙悬浮液含可溶性硅酸盐、可溶性钙盐和高分子聚合物分散剂。其中，触变性溶液和纳米硅酸钙悬浮液的制作工序复杂，作为原材料的可溶性氟硅酸盐对人体有一定危害，且价格昂贵。这些专利所公开的早强剂制备工艺，均存在原材料成本高、工序不够简洁的问题，难以大规模工业化。
电石渣是电石法制取乙炔而产生的工业废渣，其主要成分为Ca(OH)2。乙炔是生产聚氯乙烯(PVC)的主要原料，随着PVC行业快速发展，制取乙炔而排放的电石渣也随之不断增加。生产1t PVC产品，约排出20t电石渣浆，其固含量约12％。经重力沉降分离、脱水等工序后所得电石渣，其固含量可达70％左右。大量电石渣的长期堆积需占用大量土地，同时也对土地产生严重的侵蚀作用，电石渣较高的含水为其二次使用又带来了不便。目前电石渣的利用主要是替代石灰石、生产化工产品以及环境治理，但效果不尽人意。因此寻找一种合理有效的方法来利用电石渣，具有十分重要的意义。
电石渣以其良好的碱性激发作用可提高水泥强度，在公开号为103387360A的中国专利中，公开了一种电石渣水泥，由石灰石、电石渣、铁质原料、粘土、粉煤灰、水泥增强剂、防冻剂、石膏、短波纤和改性剂制得。然而电石渣是电石水解制备乙炔产生的工业废渣，含水量大，在用于电石渣水泥前必须严格控制其含水。在公开号为CN1948205A的中国专利中，公开了一种电石渣的改性方法，将干电石渣用废硫酸酸化，再经干燥后制得改性电石渣，将改性后的电石渣替代天然石膏磨制水泥。然而干电石渣酸化的陈放过程时间长且不易控制。在公开号为101830660A的中国专利中，公开了一种用于混凝土生产的高活性晶种制备方法，将废陶瓷粉、预磨电石渣粉和改性添加剂微波强化煅烧，再经过粉磨制备而成。该制备方法工序复杂，且存在微波强化煅烧和粉磨工序，耗能较大。
目前，电石渣在提高水泥强度方面的应用，大多存在工艺复杂，成本高等问题，且未有涉及低固含量电石渣的应用，也未有将亚微米级电石渣以外加剂的形式加入水泥胶凝材料中，来增强其早期强度的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、能耗低、成本低的电石渣超早强外加剂的制备方法及应用，所制备电石渣超早强外加剂用于水泥胶凝材料，可显著促进其早期强度。
本发明提供的一种电石渣超早强外加剂的制备方法，包括：
(1)取20～60质量份电石渣和0.5～1质量份分散剂，加80～160质量份水混合搅拌，经筛分得粒径小于1mm的电石渣浆料；
(2)在电石渣浆料中加电石渣浆料中电石渣固含量0.5‰～1.5‰的助磨剂、电石渣浆料中电石渣固含量5‰～25‰的塑化剂及300～400质量份研磨介质，于湿磨机中研磨至电石渣中值粒径达200nm～300nm，比表面积达21000m2/kg～30000m2/kg，筛分研磨介质得电石渣超细浆液；
(3)在电石渣超细浆液中添加反团聚稳定剂，经搅拌得粘度范围为10mPa·s～30mPa·s的电石渣超早强外加剂，反团聚稳定剂用量为电石渣超细浆液中电石渣固含量的0.2％～1％；
所述反团聚稳定剂的制备方法为：由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠在75℃～85℃温度下反应制得。
所述反团聚稳定剂的制备方法为：由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠在75℃～85℃温度下反应制得。
进一步的，步骤(1)所采用电石渣固含量为30％～95％。
进一步的，步骤(1)中分散剂采用三乙醇胺和/或二乙醇胺。
进一步的，步骤(2)中助磨剂采用丙二醇和/或有机硅。
进一步的，步骤(2)中塑化剂采用聚羧酸酯和/或聚丙烯酸酯。
进一步的，步骤(2)中研磨介质包括球径0.5mm～1.0mm的小球、球径1.0mm～3.0mm的中球、球径3.0mm～5.0mm的大球构成，其中，小球、中球、大球的质量分数分别为50～100％、0～25％、0％～25％。
进一步的，步骤(2)的研磨中，以300rps～400rps的转速研磨2h～3h，同时通入冷空气或冷却水，使电石渣浆料温度保持10℃～80℃。
进一步的，步骤(3)中反团聚稳定剂的具体制备方法为：
由0.1～0.2质量份丙烯酸与0.1～0.2质量份甲基丙烯酸磺酸钠以及0.6～1.2质量份水，在室温下混合搅拌；之后于80℃温度下反应，制得分子量为10000～18000的丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠共聚物，即反团聚稳定剂。
本发明还提供了上述所制备电石渣超早强外加剂的应用，包括：
将电石渣超早强外加剂、解离剂、木质素磺酸盐类减水剂和水混合制成浆液，将浆液加入水泥胶凝材料拌合；其中，解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的0.5‰～1.5‰；电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为水泥胶凝材料质量的1％～7％；木质素磺酸盐类减水剂用量为水泥胶凝材料质量的0.8‰～1.5‰；水的用量根据实际混凝土胶凝材料的水胶比确定，水泥胶凝材料所需用水量减去电石渣超早强外加剂的含水量即所加水量。
作为优选，电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为水泥胶凝材料质量的3％～7％。
进一步的，解离剂采用可溶性硫酸盐或可溶性碳酸盐，具体可采用碳酸钾、碳酸钠、硫酸钠、硫酸钾中的一种或多种。
目前电石渣普遍存在高含水量使得其二次利用受限，将电石渣用作水泥胶凝材料早强剂还存在超细晶核成本高、易团聚等问题。为解决这些问题，本发明在步骤(1)中加入分散剂搅拌，并经过筛分，不仅有效去除了大颗粒杂质，同时还避免了高水料比带来的离析沉降问题。在步骤(2)中，在湿磨工艺中，加入助磨剂提高研磨效率的同时，还加入塑化剂以保障湿磨过程中浆体较好的流变性，期间还不断通入冷空气或冷却水散热，以防止热团聚。在步骤(3)中，利用反团聚稳定剂吸附超细电石渣颗粒，使电石渣颗粒表面呈现相同的电荷，进而相互排斥，从而有效抑制电石渣超细浆液在储存及运输过程中的团聚。在步骤(4)中，加入解离剂以使晶种表面封闭的活性基团重新暴露出来。
本发明的技术原理及有益效果如下：
电石渣主要矿物组成为氢氧化钙，本发明采用湿磨工艺，将电石渣磨至亚微米级别，大幅提升其比表面积。一方面，在水泥水化诱导期中，由于电石渣超早强外加剂实质上为氢氧化钙晶核，极大促进了钙离子与氢氧根离子结合，促使氢氧化钙析晶，从而削弱或破坏了硅酸三钙表面的双电层中的外层钙离子层，使得富硅层中的硅元素得以溶出，因此促进了硅酸三钙的溶解，加快了水化硅酸钙的生长，使得水化速率加快，诱导期缩短。另一方面，在水泥水化加速期中，由于电石渣超早强外加剂诱导了氢氧化钙结晶，改变了氢氧化钙生长的分布以及尺寸，使氢氧化钙均匀细小的分布在水泥中，不仅为水化硅酸钙的生长提供晶核和附着点，加快了水化硅酸钙的生长，而且超细的亚微米级电石渣还起到了填充作用，降低了孔隙率，优化了孔结构，使得孔结构更加密实。
电石渣是由电石水解而产生的工业废渣，其自身含水量较大，采用以湿法介质研磨的湿磨工艺，成功规避了其较高的含水量所带来的晾晒、烘干等步骤，极大的简化了制备工序并节约了能耗。湿磨工艺制得的电石渣超早强外加剂，以外掺的方式加入水泥中，其使用方法简单，可大幅提高水泥胶凝材料早期强度，并且后期强度不倒缩，为电石渣提供了一种新型有效的利用方法，增加了电石渣产品附加值。
附图说明
图1为实施例1～4所制备电石渣超细浆液及电石渣浆料的粒径分布图，其中电石渣浆料为步骤(1)产物。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将进一步提供本发明的具体实施方式及实施例。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将提供本发明电石渣超早强外加剂的制备方法的具体实施方式，本具体实施方式中，所用电石渣来自各电石法制取乙炔工厂，所用湿磨机为立式行星球磨机，包括步骤：
(1)取20～60质量份电石渣和0.5～1质量份分散剂，加80～160质量份水混合搅拌，经筛分得粒径小于1mm的电石渣浆料。分散剂用来避免电石渣的聚集，具体可采用三乙醇胺和/或二乙醇胺。本发明所采用电石渣固含量为30％～95％，其主要矿物成分为氢氧化钙，其中，氧化钙含量大于75％，氧化硅含量大于3％，氧化铝含量大于1％。
(2)在步骤(1)所得电石渣浆料中加助磨剂、塑化剂及300～400质量份研磨介质，于湿磨机中研磨至电石渣中值粒径达200nm～300nm，比表面积达21000m2/kg～30000m2/kg，筛分研磨介质得电石渣超细浆液；助磨剂和塑化剂的用量分别为电石渣浆料中电石渣固含量的0.5‰～1.5‰和5‰～25‰。
本发明中，助磨剂用来消除湿磨过程中电石渣的聚集现象，具体可采用丙二醇或有机硅。塑化剂用来增加湿磨过程中浆料的流动性，具体可采用聚羧酸酯和/或聚丙烯酸酯。研磨介质采用氧化锆球和/或玛瑙球。
研磨介质的优选方案为：采用氧化锆球，且氧化锆球包括球径0.5mm～1.0mm的氧化锆小球、球径1.0mm～3.0mm的氧化锆中球、球经3.0mm～5.0mm的氧化锆大球，其中，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为50～100％、0～25％、0％～25％。
本步骤的研磨中，湿磨机以300rps～400rps的转速研磨2h～3h，同时利用外置空调向湿磨机内通入0～10℃的冷空气或利用外置冷凝器通过冷却水管向湿磨机内部通入0～10℃的冷却水来，从而使研磨中电石渣浆料温度保持为10～80℃，以避免电石渣的热团聚。
(3)在步骤(2)所得电石渣超细浆液中添加高电荷密度的反团聚稳定剂，经充分搅拌，得到粘度范围为10mPa·s～30mPa·s的电石渣超早强外加剂。其中，反团聚稳定剂的用量为电石渣超细浆液中电石渣固含量的0.2％～1％。
作为一种具体实施方式，反团聚稳定剂的制备方法为：由0.1～0.2质量份分丙烯酸与0.1～0.2质量份甲基丙烯酸磺酸钠以及0.6～1.2质量份水，在室温下搅拌30min～40min后，于75℃～85℃温度下反应3h制得的丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠共聚物，其分子量为10000～18000。
将上述所得电石渣超早强外加剂用于水泥胶凝材料的外加剂，来促进水泥胶凝材料的早强性能。上述电石渣超早强外加剂的掺量为水泥胶凝材料的1％～7％。
下面将提供本发明所制电石渣早强外加剂的应用的具体实施方式，包括：
取所得电石渣早强外加剂，加入解离剂、木质素磺酸盐类减水剂和水混合制成外加剂浆液，将浆液加入水泥胶凝材料拌合；其中，解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的0.5‰～1.5‰，具体可采用可溶性碳酸盐或硫酸盐，例如碳酸钾、碳酸钠、硫酸钠、硫酸钾中的一种或多种；电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为水泥胶凝材料质量的1％～7％；木质素磺酸盐类减水剂用量为水泥胶凝材料质量的0.8‰～1.5‰，具体可采用木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁中的一种或多种；水的用量根据实际混凝土胶凝材料的水胶比确定，即水泥胶凝材料所需用水量减去电石渣超早强外加剂的含水量。
下面将继续提供本发明的实施例，需要说明的是，实施例及比较例中的电石渣均来自各电石法制取乙炔工厂的工业废渣，所采用湿磨机均为立式行星球磨机。
实施例1
本实施例具体步骤如下：
(1)取35质量份电石渣、0.8质量份二乙醇胺分散剂与120质量份水混合搅拌并筛分，得直径小于1mm的电石渣浆料，所用电石渣固含量为90％。
(2)将电石渣浆料与丙二醇助磨剂、聚羧酸酯塑化剂以及300质量份氧化锆球混合，置于湿磨机中研磨至中值粒径达232nm，比表面积为26560m2/kg，筛分研磨介质，得电石渣超细浆液。其中，丙二醇助磨剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的1‰，聚羧酸酯塑化剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的17‰，小球、中球、大球比例为4：1：1。
(3)在电石渣超细浆液中添加电石渣超细浆液中电石渣固含量0.7％的反团聚稳定剂，反团聚稳定剂由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠聚合而成，分子量为10000～12000，得到粘度为12mPa·s的电石渣超早强外加剂。
(4)取电石渣超早强外加剂，加入碳酸钾解离剂、木质素磺酸钠减水剂以及适量水混合，将其加入P.O 52.5水泥中，使水泥净浆中电石渣超早强外加剂浆液中总的含水量为水泥胶凝材料质量的0.35倍，即水胶比为0.35，搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。其中，电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为P.O 52.5水泥质量的1％，碳酸钾解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的1‰，木质素磺酸钠减水剂用量为P.O 52.5水泥质量的0.9‰。
参考标准GB8076-2008对所得水泥进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
实施例2
本实施例具体步骤如下：
(1)取35质量份电石渣、1质量份二乙醇胺分散剂与90质量份水混合搅拌并筛分，得直径小于1mm的电石渣浆料，所用电石渣的固含量为90％。
(2)将电石渣浆料与丙二醇助磨剂、聚羧酸酯塑化剂以及300质量份氧化锆球混合，置于湿磨机中研磨至中值粒径达241nm(比表面积为25680m m2/kg)，筛分研磨介质，得电石渣超细浆液。其中，丙二醇助磨剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的1‰，聚羧酸酯塑化剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的23‰，小球、中球、大球比例为4：1：1。
(3)在电石渣超细浆液中添加电石渣超细浆液中电石渣固含量1％的反团聚稳定剂，反团聚稳定剂由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠聚合而成，分子量为12000～14000，得到粘度为24mPa·s的电石渣超早强外加剂。
(4)取电石渣超早强外加剂，加入碳酸钾解离剂、木质素磺酸镁减水剂以及适量水混合，将其加入P.O 52.5水泥中，使水泥净浆中电石渣超早强外加剂浆液中总的含水量为水泥胶凝材料质量的0.35倍，即水胶比为0.35，搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。其中，电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为P.O 52.5水泥质量的3％，碳酸钾解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的1‰，木质素磺酸镁减水剂用量为P.O 52.5水泥质量的1.2‰。
参考标准GB8076-2008对其进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
实施例3
本实施例具体步骤如下：
(1)取20质量份电石渣、0.5质量份二乙醇胺分散剂与80质量份水混合搅拌并筛分，得直径小于1mm的电石渣浆料，所用电石渣固含量为90％。
(2)将电石渣浆料与丙二醇助磨剂、聚丙烯酸酯塑化剂以及400质量份氧化锆球混合，置于湿磨机中研磨至中值粒径达203nm，比表面积为29660m2/kg，筛分研磨介质，得电石渣超细浆液。其中，丙二醇助磨剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的1‰，聚丙烯酸酯塑化剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的20‰，小球、中球、大球比例为2：1：1。
(3)在电石渣超细浆液中添加电石渣超细浆液中电石渣固含量0.2％的反团聚稳定剂，反团聚稳定剂由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠聚合而成，分子量为14000～16000，得到粘度为18mPa·s的电石渣超早强外加剂。
(4)取电石渣超早强外加剂，加入碳酸钾解离剂、木质素磺酸钙减水剂以及适量水混合，将其加入P.O 52.5水泥中，使水泥净浆中电石渣超早强外加剂浆液中总的含水量为水泥胶凝材料质量的0.35倍，即水胶比为0.35，搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。其中，电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为P.O 52.5水泥质量的5％，碳酸钾解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的1‰，木质素磺酸钙减水剂用量为P.O 52.5水泥质量的1.3‰。
参考标准GB8076-2008对其进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
实施例4
本实施例具体步骤如下：
(1)取60质量份电石渣、0.7质量份二乙醇胺分散剂与160质量份水混合搅拌并筛分，得直径小于1mm的电石渣浆料，所用电石渣固含量为90％。
(2)将电石渣浆料与丙二醇助磨剂、聚丙烯酸酯塑化剂以及400质量份氧化锆球混合，置于湿磨机中研磨至中值粒径达261nm，比表面积为24970m2/kg，筛分研磨介质，得电石渣超细浆液。其中，丙二醇助磨剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的1‰，聚丙烯酸酯塑化剂用量为电石渣浆料中电石渣固含量的6‰，氧化锆球只采用小球。
(3)在电石渣超细浆液中添加电石渣超细浆液中电石渣固含量0.5％的反团聚稳定剂，反团聚稳定剂由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠聚合而成，分子量为16000～18000，得到粘度为28mPa·s的电石渣超早强外加剂。
(4)取电石渣超早强外加剂，加入碳酸钾解离剂、木质素磺酸钙减水剂以及适量水混合，将其加入P.O 52.5水泥中，使水泥净浆中电石渣超早强外加剂浆液中总的含水量为水泥胶凝材料质量的0.35倍，即水胶比为0.35，搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。其中，电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为P.O 52.5水泥质量的7％，碳酸钾解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的1‰，木质素磺酸钙减水剂用量为P.O 52.5水泥质量的1.4‰。
参考标准GB8076-2008对其进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
比较例1
比较例1为空白组，不加入电石渣超早强外加剂，采用P.O 52.5水泥，水胶比为0.35，木质素磺酸钙减水剂用量为P.O 52.5水泥质量的1.0％，以保证搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。参考标准GB8076-2008对其进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
比较例2
本比较例具体步骤如下：
(1)取20质量份电石渣、0.5质量份二乙醇胺分散剂与80质量份水混合搅拌并筛分，得直径小于1mm的电石渣浆料，所用电石渣固含量为90％。
(2)电石渣超早强外加剂，加入碳酸钾解离剂、木质素磺酸钙减水剂以及适量水混合，将其加入P.O 52.5水泥中，使水泥净浆中电石渣超早强外加剂浆液中总的含水量为水泥质量的0.35倍，即水胶比为0.35，搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。其中，电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为P.O 52.5水泥质量的5％，碳酸钾解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的1‰，木质素磺酸钙减水剂用量为P.O 52.5水泥质量的1.2‰。
参考标准GB8076-2008对其进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
比较例3
将氢氧化钙粉末按P.O 52.5水泥质量的5％掺入P.O 52.5水泥中，水胶比为0.35，木质素磺酸钙用量为P.O 52.5水泥质量的1.2％，以保证搅拌后的水泥净浆流动度达到180±5mm。参考标准GB8076-2008对其进行力学性能的测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护8h、12h、1d和28d测水泥石强度，见表1所示。
表1实施例及比较例所得水泥产品的抗压强度
Figure BDA0002584321050000101
Figure BDA0002584321050000111
综合上述可知，实施例1～4在掺入水泥质量1％、3％、5％、7％的电石渣超早强外加剂后，水泥净浆强度大幅提升。将实施例1～4与对比例1比较，掺入电石渣超早强外加剂的水泥石在8h的抗压强度从0.4MPa提升到2.9MPa～17.1MPa，12h抗压强度从1.8MPa提升到8.1MPa～30.1MPa，1d的抗压强度提升27％～51％，28d后期抗压强度提升2％～12％。将实施例3与对比例2相比较，相比于直接掺入氢氧化钙粉末，掺入电石渣超早强外加剂的水泥在8h抗压强度提升9.2倍，12h抗压强度提升3.1倍。将实施例3与对比例3相比较，相比于掺入中值粒径小于1mm电石渣，掺入电石渣超早强外加剂的水泥在8h抗压强度提升12.5倍，12h抗压强度提升6.6倍。从上述可以明显看出，本发明所制备电石渣超早强外加剂对水泥早期水化，有着显著的促进效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用来限定本发明的实施范围，在本发明的精神和原则范围内，对本发明进行修改、者等同替换、改进等，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电石渣超早强外加剂的制备方法，其特征是，包括：
（1）取20~60质量份电石渣和0.5~1质量份分散剂，加80~160质量份水混合搅拌，经筛分得粒径小于1mm的电石渣浆料；
（2）在电石渣浆料中加电石渣浆料中电石渣固含量0.5‰~1.5‰的助磨剂、电石渣浆料中电石渣固含量5‰~25‰的塑化剂及300~400质量份研磨介质，于湿磨机中研磨至电石渣中值粒径达200 nm ~300nm，比表面积达21000 m²/kg ~30000m²/kg，筛分研磨介质得电石渣超细浆液；
（3）在电石渣超细浆液中添加反团聚稳定剂，经搅拌得粘度范围为10 mPa·s ~30mPa·s的电石渣超早强外加剂，反团聚稳定剂用量为电石渣超细浆液中电石渣固含量的0.2%~1%；
所述反团聚稳定剂的制备方法为：由丙烯酸与甲基丙烯酸磺酸钠在75℃~85℃温度下反应制得;
步骤（1）所采用电石渣固含量为30%~95%；
步骤（1）中分散剂采用三乙醇胺和/或二乙醇胺；
步骤（2）中助磨剂采用丙二醇和/或有机硅；
步骤（2）中塑化剂采用聚羧酸酯和/或聚丙烯酸酯；
步骤（2）中研磨介质包括球径0.5mm~1.0mm的小球、球径1.0mm~3.0mm的中球、球径3.0mm~5.0mm的大球构成，其中，小球、中球、大球的质量分数分别为50%~100%、0~25%、0~25%；
步骤（3）中反团聚稳定剂的具体制备方法为：
由0.1~0.2质量份丙烯酸与0.1~0.2质量份甲基丙烯酸磺酸钠以及0.6~1.2质量份水，在室温下混合搅拌；之后于75℃~85℃温度下反应，制得分子量为10000~18000的丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠共聚物，即反团聚稳定剂。
2.如权利要求1所述的电石渣超早强外加剂的制备方法，其特征是：
步骤（2）的研磨中，以300rps~400rps的转速研磨2h ~3h，同时通入冷空气或冷却水，使电石渣浆料温度保持10℃~80℃。
3.权利要求1所制备电石渣超早强外加剂的应用，其特征是：
将电石渣超早强外加剂、解离剂、木质素磺酸盐类减水剂和水混合制成浆液，将浆液加入水泥胶凝材料拌合；其中，解离剂用量为电石渣超早强外加剂中电石渣固含量的0.5‰~1.5‰；电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为水泥胶凝材料质量的1%~7%；木质素磺酸盐类减水剂用量为水泥胶凝材料质量的0.8‰~1.5‰；水的用量根据实际混凝土胶凝材料的水胶比确定，水泥胶凝材料所需用水量减去电石渣超早强外加剂的含水量即所加水量
所述解离剂采用可溶性硫酸盐、可溶性碳酸盐中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的应用，其特征是：
电石渣超早强外加剂中电石渣固含量为水泥胶凝材料质量的3%~7%。
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