CN114956641A - 一种快凝早强混凝土外加剂、快凝早强混凝土及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及快凝早强混凝土的，特别涉及一种快凝早强混凝土外加剂、快凝早强混凝土及其制备工艺，包括激发剂和早强剂，激发剂由石灰石、铝矾土、萤石、石膏按照质量比（4‑6）:（1‑2）:（3‑5）:（2‑3）组成；外加剂的制备方法包括如下步骤：1）：将石灰石、铝矾土、萤石和石膏分别粉碎成粉料，将各个粉料共同混合制备成混合粉料；将混合粉料与水混合，制备成预混料；水与混合粉料的质量比为（1‑2）:（2‑5）；2）：将步骤1）中制得的预混料制备成煅烧球，在1200‑1300℃的温度下煅烧30‑40min，制得激发剂；3）：将早强剂与步骤2）中制得的激发剂共同混合，即得。本申请具有提高快凝早强混凝土的抗压强度的优点。
Description
技术领域
本发明涉及快凝早强混凝土的领域，特别涉及一种快凝早强混凝土外加剂、快凝早强混凝土及其制备工艺。
背景技术
随着城市化建设的日益发展，混凝土大量使用，在常规的混凝土施工中，受水泥常规物理性能以及混凝土拌合物性能的影响，普通混凝土的初凝时间约为4-10小时，此时混凝土的强度只有1.2MPa，甚至更低，为了提高建设的速率，需要缩短混凝土的初凝时间，提高混凝土的早期强度，使得混凝土在浇筑完成后，可以快速凝结并达到较高的初期强度，保证施工速率，因此现有生产建设中制备出了快凝早强混凝土。
上述相关技术中，发明人认为：现有的快凝早强混凝土的抗压强度还有待提高。
发明内容
为了提高快凝早强混凝土的抗压强度，本申请提供一种快凝早强混凝土外加剂、快凝早强混凝土及其制备工艺。
第一方面，本申请提供的一种快凝早强混凝土外加剂，采用如下的技术方案：
一种快凝早强混凝土外加剂，包括激发剂和早强剂，所述早强剂和所述激发剂的质量比为(1.8-2.2):(0.9-1.1)；所述激发剂由石灰石、铝矾土、萤石、石膏按照质量比(4-6):(1-2):(3-5):(2-3)组成；所述外加剂的制备方法包括如下步骤：
1)：将石灰石、铝矾土、萤石和石膏分别粉碎成粉料，将各个粉料共同混合制备成混合粉料；将混合粉料与水混合，制备成预混料；所述水与混合粉料的质量比为(1-2):(2-5)；
2)：将步骤1)中制得的预混料制备成煅烧球，在1200-1300℃的温度下煅烧30-40min，制得激发剂；
3)：将早强剂与步骤2)中制得的激发剂共同混合，即得。
通过采用上述技术方案，将石灰石、铝矾土、萤石、石膏破碎成粉料后，制备成煅烧球，进行煅烧，在煅烧的过程中，煅烧球被不断加热，水分蒸发，碳酸钙分解生成二氧化碳和氧化钙，同时煅烧球内部分解生成无定型的氧化铝，进一步煅烧，氧化铝和萤石进行反应生成氟铝酸钙，氟铝酸钙中的铝和钙的配位极不规则，晶格中含有大量的结构空洞；这使得当激发剂与快凝早强混凝土内部其他原料混合后，首先形成大量低硫型的水化硫铝酸钙，低硫型水化硫铝酸钙又迅速与石膏反应，形成高硫型水化硫铝酸钙，高硫型的水化硫铝酸钙是一种呈针柱状的高强度晶体，可以起到填充堵塞快凝早强混凝土内部毛细孔缝的作用，提高制备的快凝早强混凝土的密实度，使混凝土短期内即具有较好的抗压强度；同时高硫型水化硫铝酸盐的形成将消耗大量的氢氧化钙，起到促进混凝土内部C2S和C3S进一步水化的作用，加快水泥的凝结硬化；其次通过控制水与混合粉料的质量比，当水量较少时，混合粉料不易成型，无法制备成锻造球，影响激发剂后续的使用；若水量过多，锻造球在煅烧过程中水分无法充分挥发，添加进混凝土内部后，增加混凝土内部的水分含量，易造成混凝土后续干燥收缩程度加大，影响快凝早强混凝土的抗压强度。
可选的，所述外加剂中还包括β-萘磺酸钠甲醛缩合物；所述β-萘磺酸钠甲醛缩合物与激发剂的质量比为(3-5):(40-60)。
通过采用上述技术方案，β-萘磺酸钠甲醛缩合物是阴离子型表面活性剂，具有优良的润湿、渗透、乳化和分散性能；β-萘磺酸钠甲醛缩合物添加进外加剂内后，由于激发剂组成的水化产物中含有钙矾石，β-萘磺酸钠甲醛缩合物有利于钙矾石晶体尺寸的细化均一，使得钙矾石晶体搭接的密实程度增加，结晶接触点也增多，减少快凝早强混凝土内部的毛细孔缝；此外，水泥中含有铝酸钙，β-萘磺酸钠甲醛缩合物有利于铝酸钙分布均匀，促进水泥的水化反应均衡进行，使得水泥的力学强度增加，提高制备的快凝早强混凝土的抗压强度。
可选的，所述早强剂由氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺按照质量比(1-3):(2-4):(2-4)组成。
通过采用上述技术方案，氯化钙作为早强剂，具有成本低的优势，可以增加水泥矿物的溶解度，加速水泥矿物的水化速率和水泥浆体结构的形成，有利于混凝土早期强度的发展；硫酸钠加入混凝土内部后，可以生成具有高度分散性的硫酸钙，硫酸钙在混凝土内部可以生成水化硫铝酸钙晶体，加快混凝土的硬化，缩短养护周期；但是要控制硫酸钠的添加量，添加量较少时，对混凝土的加速硬化效果不足，但是过量的硫酸钠的添加会导致混凝土后期的性能变差；三乙醇胺添加进混凝土内部后可生成络离子，氯化钙促进水泥矿物水化后，络离子可以与水泥的水化物反应生成溶解度很小的络盐，加快混凝土的硬化，但是三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，因此需要控制三乙醇胺的添加量，过多的三乙醇胺会使得混凝土严重缓凝，影响混凝土的早期强度；通过氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺的共同作用，加快水泥的水化进程，同时也加速混凝土的硬化进程，使得快凝早强混凝土在较短时间内具有较好的抗压强度。
第二方面，本申请提供一种快凝早强混凝土，采用如下的技术方案：
一种快凝早强混凝土，包括如下质量份数的原料：水泥120-180份、粗骨料60-80份、细骨料50-80份、水100-180份、减水剂10-20份、外加剂3-5份和增强料4-7份；所述外加剂为权要1-3中任意一项所述的外加剂。
通过采用上述技术方案，将水泥、粗骨料、细骨料、水、减水剂、外加剂和增强剂共同混合制备成快凝早强混凝土；同时限定粗骨料的添加量，当粗骨料添加量较少时，对制备的混凝土的强度支撑效果不足，使得制备的混凝土的抗压强度较弱；当粗骨料添加量较多时，由于粗骨料的粒径较大，使得混凝土内部的密实度不足，影响快凝早强混凝土的抗压强度，因此通过上述比例的原料共同配合，使得制备的快凝早强混凝土在早期具有较好的抗压强度。
可选的，所述增强料由钢纤维和锰酸钾按照质量比(20-30):(1-3)组成。
通过采用上述技术方案，由水泥和砂浆制备的混凝土具有抗拉强度低，极限延伸率小、性脆的缺点；钢纤维作为抗拉强度大、极限延伸率大、抗碱性好的纤维，添加进混凝土内后，可以在混凝土内部形成乱向分布的结构，有效阻止混凝土内部微裂缝的扩展以及宏观裂缝的形成，显著改善混凝土抗拉、抗弯和抗疲劳性能；但是由于外加剂中含有氯化钙，氯化钙添加进混凝土内会使得氯离子增加，使得钢纤维与氯离子之间产生较大的电极电位，造成钢纤维在混凝土中的锈蚀，锰酸钾作为氧化剂添加进混凝土内部后，可以在钢纤维的表面形成钝化膜，起到保护钢纤维的作用，减弱氯离子与钢纤维界面发生的阳极或者阴极电化学腐蚀反应，减少钢纤维的锈蚀，使得钢纤维对混凝土的增强效果更好。
可选的，所述原料中还包括20-22份凝胶剂；所述凝胶剂由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂按照质量比(5-7):(3-5):(4-6)组成。
通过采用上述技术方案，将磷渣、粉煤灰和碱性引发剂共同混合，添加进快凝早强混凝土内后，碱性引发剂为磷渣提供一个碱性的水化环境，瓦解磷渣的玻璃体结构，使得磷渣释放出活性的二氧化硅和三氧化二铝，并在碱性的环境中生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，使得磷渣在早期就参与凝胶剂的水化，但是需要控制碱性引发剂与磷渣的质量比，当碱性引发剂的含量过多时，会干扰磷渣的水化反应，减弱磷渣对混凝土早期强度的提高效果；当碱性引发剂不足时，对磷渣的瓦解效果不足，使得磷渣的水化反应程度不足，影响混凝土的早期强度；粉煤灰添加进混凝土内部后，可在水的作用下发生硬化，同时还可以与碱性引发剂反应生成水硬胶凝化合物，提高制备的快凝早强混凝土的抗压强度；同时由于磷渣中三氧化二铝的含量较低，粉煤灰中三氧化二铝的含量较高，通过磷渣与粉煤灰的复配效果，使得凝胶剂中可以有足量的三氧化二铝参与水化反应，提高快凝早强混凝土的抗压强度。
可选的，所述碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃按照质量比(3-4):(2-3)组成。
通过采用上述技术方案，氢氧化钠、水玻璃均呈碱性，产生氢氧根，氢氧根可以进入磷渣的玻璃体结构的空穴中，并可与活性阳离子相互作用，促进磷渣的分散溶解；同时水玻璃中的硅酸根可以与磷渣中解体出的Ca2+、Na+和Mg2+反应生成C-S-H凝胶和其他水化产物，进一步促进磷渣的激发与解体，加快凝胶的成型，通过氢氧化钠和水玻璃的共同作用，使得制备的混凝土具有更好的早期强度。
可选的，所述磷渣在使用前经过粉碎处理，粉碎后的粒径为150-300目。
通过采用上述技术方案，将磷渣通过粉碎处理，使得磷渣的粒径变小，磷渣的比表面积变大，提高了磷渣与碱性引发剂的接触面积；同时在粉碎的过程中，磷渣的断键数目不断的增加，提高了磷渣的活性，加快了磷渣与碱性引发剂的反应速率，使得快凝早强混凝土的强度快速提高，快凝早强混凝土具有更好的抗压强度。
第三方面，本申请提供一种快凝早强混凝土的制备工艺，采用如下的技术方案：一种快凝早强混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1：将水泥、粗骨料、细骨料、外加剂和增强料进行混合，制备成初混料；
S2：将水和减水剂添加进步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3：将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
通过采用上述技术方案，先将水泥、粗骨料、细骨料、外加剂和增强料进行混合，在不添加水的状态下使得粗骨料、细骨料可以与水泥、外加剂和增强料均匀混合，然后添加水和减水剂，搅拌，避免细骨料在混凝土内部发生团聚，提高细骨料在混凝土内部分散的均匀性，然后通过将复混料进行振捣成型，脱模养护，制备成所需快凝早强混凝土。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
通过将石灰石、铝矾土、萤石、石膏共同混合制备成激发剂，在煅烧过程中生成氟铝酸钙，氟铝酸钙在水和石膏的作用下，生成高硫型的水化硫铝酸钙，通过高硫型的水化硫铝酸钙本身的针柱状晶体结构，对快凝早强混凝土内部的毛细孔缝进行填充，提高快凝早强混凝土内部的密实度，同时也促进水泥的水化进程，加快水泥的凝结硬化，提高制备的快凝早强混凝土的抗压强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明；
本申请所用激发剂由石灰石、铝矾土、萤石、石膏混合而成；所用石灰石为工业级石灰石；所用铝矾土中三氧化二铝的含量为65％；所用萤石中氟化钙的含量为97％；所用石膏为石膏块，硫酸钙的纯度为98％；
所用早强剂由氯化钙、硫酸钠和三乙醇胺混合而成，所用氯化钙的纯度为95％；所用硫酸钠的CAS号为7757-82-6；所用三乙醇胺的CAS号为102-71-6；
所用β-萘磺酸钠甲醛缩合物为天门恒昌化工有限公司提供，纯度为99％；
所用水泥为市售水泥，其28天的抗压强度不小于52.5MPa；
所用粗骨料为石灰岩，堆积密度为1250kg/m3；
所用细骨料为硅砂，堆积密度为1850kg/m3；
所用减水剂为市售聚羧酸减水剂，本申请所用的聚羧酸减水剂的纯度为99％；
所用增强料由钢纤维和锰酸钾混合而成，所用钢纤维的长度为3-5cm，本申请优选为4cm；
所用锰酸钾的纯度为98％；
所用凝胶剂由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂混合而成，所用磷渣中二氧化硅的含量为40％；所用粉煤灰的粒径为200目；所用碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃混合而成，所用氢氧化钠的纯度为99％；所用水玻璃的纯度为99％。
制备例1
外加剂制备例1
本制备例中快凝早强混凝土外加剂主要由如下方法的步骤制得：
1)：取石灰石、铝矾土、萤石和石膏分别放入球磨机内进行球磨，球磨至粒径不再发生变化，制备成粉料；将各个粉料进行混合制备成混合粉料，将混合粉料与水进行混合，制备成预混料；所用水与混合粉料的质量比为1:5；所用石灰石、铝矾土、萤石和石膏的质量比为4:1:3:2；
2)：将步骤1)中制得的预混料捏合成煅烧球，煅烧球的粒径为5mm，将煅烧球放置在马弗炉中，在1250℃的温度下煅烧35min，制备得激发剂；
3)：将早强剂与激发剂按照质量比2:1的比例放入搅拌桶内，混合均匀，即得；所用早强剂为氯化钙。
外加剂制备例2
本外加剂制备例与外加剂制备例1中的不同之处在于，步骤1)中所用石灰石、铝矾土、萤石和石膏的质量比为6:2:5:3，其余均与外加剂制备例1中的相同。
外加剂制备例3
本外加剂制备例与外加剂制备例1中的不同之处在于，步骤1)中所用石灰石、铝矾土、萤石和石膏的质量比为5:1.5:4:2.5，其余均与外加剂制备例1中的相同。
外加剂制备例4
本外加剂制备例与外加剂制备例3中的不同之处在于，步骤1)中所用水与混合粉料的质量比为2:2，其余均与外加剂制备例3中的相同。
外加剂制备例5
本外加剂制备例与外加剂制备例3中的不同之处在于，步骤1)中所用水与混合粉料的质量比为1.5:3，其余均与外加剂制备例3中的相同。
外加剂制备例6
本外加剂制备例与外加剂制备例5中的不同之处在于，步骤3)中所用早强剂由氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺按照质量比为1:4:4组成，其余均与外加剂制备例5中的相同。
外加剂制备例7
本外加剂制备例与外加剂制备例5中的不同之处在于，步骤3)中所用早强剂由氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺按照质量比为3:2:2组成，其余均与外加剂制备例5中的相同。
外加剂制备例8
本外加剂制备例与外加剂制备例5中的不同之处在于，步骤3)中所用早强剂由氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺按照质量比为2:3:3组成，其余均与外加剂制备例5中的相同。
外加剂制备例9
本制备例中快凝早强混凝土外加剂主要由如下方法的步骤制得：
1)取石灰石、铝矾土、萤石和石膏分别放入球磨机内进行球磨，球磨至粒径不再发生变化，制备成粉料；将各个粉料进行混合制备成混合粉料，在混合粉料中添加水，制备成预混料；所用水与混合粉料的质量比为1.5:3；所用石灰石、铝矾土、萤石和石膏的质量比为5:1.5:4:2.5；
2)将步骤1)中制得的预混料进行捏合成煅烧球，煅烧球的粒径为5mm，将煅烧球放置在马弗炉中，在1250℃的条件下煅烧35min，制备得激发剂；
3)取氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺和锰酸钾放入搅拌桶内混合均匀，所用氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺的质量比为2:3:3；取β-萘磺酸钠甲醛缩合物,将早强剂、激发剂和β-萘磺酸钠甲醛缩合物放入搅拌桶内，混合均匀，即得；所用早强剂与激发剂的质量比为2:1；所用β-萘磺酸钠甲醛缩合物与激发剂的质量比为3:60。
外加剂制备例10
本外加剂制备例与外加剂制备例8中的不同之处在于，步骤3)中所用β-萘磺酸钠甲醛缩合物与激发剂的质量比为5:40，其余均与外加剂制备例8中的相同。
外加剂制备例11
本外加剂制备例与外加剂制备例8中的不同之处在于，步骤3)中所用β-萘磺酸钠甲醛缩合物与激发剂的质量比为4:50，其余均与外加剂制备例8中的相同。
实施例1
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取120kg水泥、60kg粗骨料、50kg细骨料、6kg外加剂和4kg增强料加入带有搅拌桨的搅拌箱内进行混合，通过搅拌桨搅拌至均匀，制备成初混料；所用外加剂由外加剂制备例1中制得；所用增强剂为钢纤维；
S2：将100kg水和10kg减水剂添加至步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3：将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
实施例2
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取180kg水泥、80kg粗骨料、80kg细骨料、10kg外加剂和7kg增强剂加入带有搅拌桨的搅拌箱内进行混合，搅拌桨搅拌至均匀制备成初混料；所用外加剂由外加剂制备例1中制得；所用增强剂为钢纤维；
S2：将180kg水和20kg减水剂添加进步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3：将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
实施例3
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1:取150kg水泥、70kg粗骨料、60kg细骨料、8kg外加剂和6kg增强剂加入带有搅拌桨的搅拌箱内进行混合，通过搅拌桨搅拌至均匀，制备成初混料；所用外加剂由外加剂制备例1中制得；所用增强剂为钢纤维；
S2:将150kg水和15kg减水剂添加进步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3:将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
实施例4
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例3的不同之处在于，步骤S1中所用增强料由钢纤维和锰酸钾按照质量比20:3组成，其余均与实施例3中的相同。
实施例5
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例3的不同之处在于，步骤S1中所用增强料由钢纤维和锰酸钾按照质量比30:1组成，其余均与实施例3中的相同。
实施例6
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例3的不同之处在于，步骤S1中所用增强料由钢纤维和锰酸钾按照质量比25:2组成，其余均与实施例3中的相同。
实施例7
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取150kg水泥、70kg粗骨料、60kg细骨料、8kg外加剂、6kg增强剂和21kg凝胶剂加入带有搅拌桨的搅拌箱内进行混合，通过搅拌桨搅拌至均匀，制备成初混料；所用外加剂由外加剂制备例1中制得；所用增强剂由钢纤维和锰酸钾按照质量比25:2组成；所用凝胶剂由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂按照质量比5:3:4组成；所用磷渣的粒径为50目；所用碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃按照质量比3:3组成；
S2：将150kg水和15kg减水剂添加进步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3：将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
实施例8
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例7的不同之处在于，步骤S1中所用凝胶剂由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂按照质量比7:5:6组成，其余均与实施例7中的相同。
实施例9
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例7的不同之处在于，步骤S1中所用凝胶剂由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂按照质量比6:4:5组成，其余均与实施例7中的相同。
实施例10
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例9的不同之处在于，步骤S1中所用碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃按照质量比4:2组成，其余均与实施例9中的相同。
实施例11
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例9的不同之处在于，步骤S1中所用碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃按照质量比3.5:2.5组成，其余均与实施例9中的相同。
实施例12
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取150kg水泥、70kg粗骨料、60kg细骨料、8kg外加剂、6kg增强剂和21kg凝胶剂加入带有搅拌桨的搅拌箱内进行混合，通过搅拌桨搅拌至均匀制备成初混料；所用外加剂由外加剂制备例1中制得；所用增强剂由钢纤维和锰酸钾按照质量比25:2组成；所用凝胶剂由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂按照质量比6:4:5组成；所用碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃按照质量比3.5:2.5组成；所用磷渣在使用前经过粉碎处理，粉碎后磷渣的粒径为150目；
S2：将150kg水和15kg减水剂添加进步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3：将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
实施例13
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例12的不同之处在于，步骤S1中磷渣在使用前经过粉碎处理，粉碎后磷渣的粒径为300目，其余均与实施例12中的相同。
实施例14
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例12的不同之处在于，步骤S1中磷渣在使用前经过粉碎处理，粉碎后磷渣的粒径为250目，其余均与实施例12中的相同。
实施例15
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例2中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例16
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例3中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例17
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例4中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例18
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例5中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例19
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例6中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例20
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例7中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例21
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例8中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例22
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例9中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例23
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例10中制得，其余均与实施例14中的相同。
实施例24
本实施例中快凝早强混凝土的制备工艺与实施例14的不同之处在于，步骤S1中所用外加剂由外加剂制备例11中制得，其余均与实施例14中的相同。
对比例
对比例1
本对比例中的快凝早强混凝土的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，快凝早强混凝土的制备原料中不含有外加剂，其余均与实施例1中的相同。
对比例2
本对比例中的快凝早强混凝土的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，步骤S1中所用的外加剂中仅含有早强剂，其余均与实施例1中的相同。
对比例3
本对比例中的快凝早强混凝土的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，步骤S1中所用的外加剂中的激发剂的制备方法包括如下步骤：1)取石灰石、铝矾土、萤石和石膏分别放入球磨机内进行球磨，球磨至粒径不再发生变化，制备成粉料；将各个粉料进行混合制备成混合粉料，即得激发剂；所用石灰石、铝矾土、萤石和石膏的质量比为4:1:3:2；其余均与实施例1中的相同。
检测方法
按照实施例1-24与对比例1-3中的快凝早强混凝土的制备工艺分别制备出快凝早强混凝土，作为测试样品；
将制得的测试样品通过GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，分别对测试样品3天、7天和28天后的抗压强度进行测试，记录数据得到表1；
表1实施例1-24与对比例1-3的快凝早强混凝土的抗压强度测试结果
结合实施例1和对比例1-3和表1可以看出，添加外加剂，在外加剂中激发剂和早强剂的共同作用下，对快凝早强混凝土内部毛细孔缝进行堵塞，提高制备的混凝土的抗压强度；通过激发剂中的石灰石、铝矾土、萤石、石膏共同作用，生成高硫型的水化硫铝酸钙，在后期起到填充快凝早强混凝土的作用；并通过与对比例3进行对比可以看出，煅烧过程可促进激发剂内物质的分解，进而促进高硫型的水化硫铝酸钙的生成，提高后续制备的快凝早强混凝土的抗压强度。
结合实施例3-6和表1可以看出，当添加的增强剂为钢纤维时，由于外加剂中含有氯化钙，氯化钙对钢纤维具有腐蚀作用，影响快凝早强混凝土的抗压强度；增强料由钢纤维和锰酸钾按照质量比25:2组成时，锰酸钾作可以在钢纤维的表面形成钝化膜，起到保护钢纤维的作用，减少钢纤维的锈蚀，增强快凝早强混凝土的抗压强度。
结合实施例7-14并结合表1可以看出，通过添加凝胶剂，调节凝胶剂中磷渣、粉煤灰和碱性引发剂的质量比，在碱性引发剂提供的碱性环境中，磷渣的玻璃体结构解体，释放出活性的二氧化硅和三氧化二铝，并与氢氧根结合生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，促进水化反应的进行，快速提高混凝土的抗压强度；并通过调节碱性引发剂的配比，使得氢氧化钠和水玻璃同时提供大量的氢氧根和硅酸根，促进磷渣的分散、激发和解体，加快水化凝胶的形成，快速提高制备的混凝土的抗压强度；同时通过限定磷渣的粉碎粒径，当磷渣经过粉碎后，比表面积和活性均增大，使得磷渣与碱性引发剂的反应速率提高，快凝早强混凝土具有更好的抗压强度。
结合实施例14-21并结合表1可以看出，通过调节石灰石、铝矾土、萤石和石膏的配比，并调节水与混合粉料的质量比，制备成煅烧球，煅烧球在煅烧过程中内部水分蒸发，同时分解产生氟铝酸钙，氟铝酸钙在混凝土的制备过程中与水和石膏反应，生成高硫型的水化硫铝酸钙，对快凝早强混凝土内部毛细孔缝进行堵塞，提高制备的快凝早强混凝土的密实度，进而提高快凝早强混凝土的抗压强度；并将氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺配合制备成早强剂并调节其配比，相比较单用氯化钙作为早强剂，可以共同加快水泥的水化进程和混凝土的硬化进程，使得快凝早强混凝土在较短时间内具有较好的抗压强度。
结合实施例22-24并结合表1可以看出，通过调节添加的β-萘磺酸钠甲醛缩合物的添加量，利用β-萘磺酸钠甲醛缩合物的分散作用，提高水泥分散的均匀性，同时也提高激发剂与水泥混合的均匀性，使得激发剂水化后生成的钙矾石可以均匀填充在快凝早强混凝土内部的毛细孔缝中，使得制备的混凝土更加均匀和致密，提高快凝早强混凝土的抗压强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种快凝早强混凝土外加剂，其特征在于：包括激发剂和早强剂，所述早强剂和所述激发剂的质量比为（1.8-2.2）:（0.9-1.1）；所述激发剂由石灰石、铝矾土、萤石、石膏按照质量比（4-6）:（1-2）:（3-5）:（2-3）组成；所述外加剂的制备方法包括如下步骤：
1）：将石灰石、铝矾土、萤石和石膏分别粉碎成粉料，将各个粉料共同混合制备成混合粉料；将混合粉料与水混合，制备成预混料；所述水与混合粉料的质量比为（1-2）:（2-5）；
2）：将步骤1）中制得的预混料制备成煅烧球，在1200-1300℃的温度下煅烧30-40min，制得激发剂；
3）：将早强剂与步骤2）中制得的激发剂共同混合，即得。
2.根据权利要求1所述的快凝早强混凝土外加剂，其特征在于：所述外加剂中还包括β-萘磺酸钠甲醛缩合物；所述β-萘磺酸钠甲醛缩合物与激发剂的质量比为（3-5）:（40-60）。
3.根据权利要求1所述的快凝早强混凝土外加剂，其特征在于：所述早强剂由氯化钙、硫代硫酸钠、三乙醇胺按照质量比（1-3）:（2-4）:（2-4）组成。
4.一种快凝早强混凝土，其特征在于：包括如下质量份数的原料：水泥120-180份、粗骨料60-80份、细骨料50-80份、水100-180份、减水剂10-20份、外加剂6-10份和增强料4-7份；所述外加剂为权要1-3中任意一项所述的外加剂。
5.根据权利要求4所述的快凝早强混凝土，其特征在于：所述增强料由钢纤维和锰酸钾按照质量比（20-30）:（1-3）组成。
6.根据权利要求4所述的快凝早强混凝土，其特征在于：所述原料中还包括20-22份凝胶材料；所述凝胶材料由磷渣、粉煤灰和碱性引发剂按照质量比（5-7）:（3-5）:（4-6）组成。
7.根据权利要求6所述的快凝早强混凝土，其特征在于：所述碱性引发剂由氢氧化钠、水玻璃按照质量比（3-4）:（2-3）组成。
8.根据权利要求6所述的快凝早强混凝土，其特征在于：所述磷渣在使用前经过粉碎处理，粉碎后的粒径为150-300目。
9.一种如权利要求4所述的快凝早强混凝土的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将水泥、粗骨料、细骨料、外加剂和增强料进行混合，制备成初混料；
S2：将水和减水剂添加进步骤S1中制得的初混料中，混合均匀制备成复混料；
S3：将步骤S2中制得的复混料放入模具中振捣成型，脱模养护，即得。
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