CN1127231A - 无碱混凝土膨胀剂 - Google Patents

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苏慕珍
许积智
张量
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1025—Alkali-free or very low alkali-content materials

Abstract

本发明涉及一种混凝土膨胀剂，由30-40％的硫铝酸盐水泥熟料、40-60％的石膏、10-20％的石灰共同粉磨而成。本发明所述的膨胀剂在水化过程中不会释放出碱，对于混凝土中存在的碱-骨料反应来说是一种安全的膨胀剂。

Description

无碱混凝土膨胀剂
本发明涉及一种混凝土膨胀剂。
在国外，美国、日本等国主要是配制和煅烧出含有适量无水硫铝酸钙、游离石膏和游离石灰矿物的膨胀剂，简称CSA膨胀剂。
国内，近年来混凝土膨胀剂种类比较多，主要有：
1.CSA膨胀剂，它是以石灰石、矾土、石膏为原料烧制出与国外
  相同矿物组成的CSA膨胀剂，其矿物组成的范围为：
     C4A3 S＝20-35％
Figure A9511652800031
＝40-49％
fcao＝12-30％    β-C2S＝3-17％
2.UEA膨胀剂，它是我国膨胀剂的主要产品，约占国内膨胀剂产量的80％，它有三种型号：U-I，U-II，U-III，其主要组成为：
U-I      CSA熟料、明矾石、石膏，
U-II     煅烧明矾石、明矾石、石膏，
U-III    煅烧高岭土、明矾石、石膏，
3.明矾石膨胀剂，由明矾石和石膏组成。
4.复合膨胀剂，由石灰系熟料、明矾石、石膏组成。
5.铝酸钙膨胀剂，由矾土水泥熟料、明矾石和石膏组成。
6.FN-M型膨胀剂，由天然明矾石、硬石膏及少量非金属矿活性
  材料组成。
混凝土中由于碱-骨料反应而使工程破坏的情况引起了世界工程界的普遍重视，我国某些地区出现了由于碱-骨料反应引起的工程破坏现象。许多学者认为：限制混凝土中的碱含量是防止碱-骨料反应破坏的措施之一。混凝土中的碱主要来自于水泥和外加剂两方面，因此除了严格规定水泥中的碱含量之外，外加剂应尽可能少碱或无碱。从前面列举的资料看，我国的混凝土膨胀剂主要是以明矾石为基础的，因此它们不同程度地含有K2O和Na2O，其碱含量在0.5-3.0％之间，这不能不引起工程界的忧虑。因此，开发利用无碱膨胀剂势在必行。
本发明的目的在于研制一种无碱混凝土膨胀剂。
无碱混凝土膨胀剂由硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰共同粉磨而成，其配比为：
    硫铝酸盐水泥熟料               30-40％
    石膏                           40-60％
    石灰                           10-20％其中所述石膏的SO3含量要求大于40％，石灰的CaO含量在85％以上。其中所述硫铝酸盐水泥熟料的化学成份和矿物组成为：
AL3O2  SiO2   CaO  Fe2O3   SO3     C4A3S      C2S  C6AF2
28-40％  3-10％ 36-43％ 1-3％ 8-15％     55-75％     15-30％  3-6％
本发明没有采用明矾石之类的含碱矿物为原料，因此在水化过程中不会释放出碱，对于混凝土中存在的碱-骨料反应来说，它是一种安全的膨胀剂。无碱膨胀剂也属于无水硫铝酸钙类膨胀剂，但它不同于日本和我国已有的CSA膨胀剂，其区别在熟料的矿物组成和膨胀剂的组成上。无碱膨胀剂由无水硫铝酸钙、β-C2S和C6AF2组成，其中无水硫铝酸钙含量占55％以上，它水化所需石膏和石灰在配膨胀剂时加入。而在CSA熟料矿物中除了无水硫铝酸钙之外，还包含着它水化所需的石膏和石灰，这种熟料直接粉磨即为CSA膨胀剂，由于该熟料中经高温煅烧的石膏和石灰的性状和无碱混凝土膨胀剂中配入的石膏和石灰是不一样的，因此，反映在性能上二种膨胀剂也不完全一样。本发明所述膨胀剂的各类指标均符合JC476-92混凝土膨胀剂标准的要求。
下表为本发明实测数据与JC476-92的对比(其中无碱混凝土膨胀剂的掺量为15％，无碱混凝土膨胀剂的配比为：硫铝酸盐水泥熟料用量为35％，石膏用量为50％，石灰用量为15％)：
    混凝土膨胀剂标准JC476-92 无碱混凝土膨胀剂
           项    目     指标     指标
细度 比表面积cm/g不小于     2500     3500
 0.08mm筛筛余％不大于     10     6
 1.25mm筛筛余不大于     0.5     0
    含水率(％)不大于     5.0
    氧化镁(％)不大于     5.0
凝结时间 初凝(min)不早于     45     60
终凝(h)不迟于     10     1.5
限制膨胀率％ 水中14d 一等品不小于     0.04     0.05
合格品不小于     0.02
    空气28d不小于     -0.02     -0.01
抗压强度MPa     7d不小于     30.0     54.0
    28d不小于     47.0     66.0
抗折强度MPa     7d不小于     5.0     6.9
    28d不小于     6.8     9.0

Claims (1)

  1. 一种无碱混凝土膨胀剂，其特征在于：所述膨胀剂的配方为：
             硫铝酸盐水泥熟料               30-40％
             石膏                           40-60％
             石灰                           10-20％其中所述石膏的SO3含量要求大于40％，石灰的CaO含量在85％以上。
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