[发明专利]一种分散性混凝土膨胀剂

说明书

技术领域

本发明是一种分散性混凝土膨胀剂，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

国内外有数种混凝土膨胀剂专利及产品，按其含有的主要矿物划分，主要有硫铝酸盐型、铝酸盐型、石灰型、明矾石型。硫铝酸盐型膨胀剂以硫铝酸盐熟料为主含量，水化速度快、对混凝土促凝、膨胀能早期损失较大；铝酸盐型膨胀剂以铝酸盐熟料为主含量，使强度损失、成本较高；石灰型膨胀剂因煅烧温度及贮存吸水的影响，质量不易稳定、存在后期膨胀的隐患且不宜用于防水工程；明矾石型膨胀剂因碱含量大几近淘汰。多数膨胀剂大都用量偏高，内掺量一般≥10％，存在对化学外加剂适应性较差而导致混凝土坍落度损失较快、较大的缺陷，不能很好地适应现代混凝土施工技术的要求。

发明内容

本发明的任务是制成一种分散性混凝土膨胀剂，其特点是不仅膨胀率高、内掺量小、碱含量低，而且对化学外加剂适用性好，通过载体吸附使化学外加剂易于分散和发挥作用，从而获得良好的混凝土工作特性。

本发明是这样实现的，它由硫铝酸盐与铝酸盐混合熟料、硬石膏、沸石及明矾石四种原料按一定重量比、共同粉磨而成。混合熟料中硫铝酸盐熟料与铝酸盐熟料的重量比为1∶1。各原料的重量组成是：混合熟料20％～40％、硬石膏55％～75％、明矾石1％～5％，沸石1％～3％或Al₂O₃含量不低于30％的电厂高铝炉渣2％～6％。

本膨胀剂的化学反应机理是，硫铝酸盐熟料中的C₄A₃S，铝酸盐熟料中的CA、CA₂、C₂AS，明矾石中的KAI(SO₄)₂(OH)₆，五种铝酸盐矿物均和水泥水化产生的Ca(OH)₂及膨胀剂自身的CaSO₄反应形成钙矾石，在混凝土硬化前形成的钙矾石仅提供强度，硬化后形成的钙矾石才提供膨胀，不同的铝酸盐矿物形成钙矾石的速度不同，前者最快、次者居中、后者最慢。因此，使膨胀速度得到调节控制，在混凝土未硬化前尽量减少膨胀能消耗，有利于发挥膨胀补偿收缩的功能。沸石或高铝炉渣具有提高强度与密实度的作用。更为重要的是，沸石的格架状多孔结构，内表面积大，吸附性强，可作为高效减水剂、泵送剂、缓凝剂等化学外加剂的载体，使外加剂在混凝土拌合物中分散均匀，易于快速、充分发挥外加剂作用；同时，沸石孔隙中原来填充的水份，对混凝土具有保水作用，不离析、不泌水，可减小坍落度损失，使混凝土具有良好的工作性能。电厂高铝炉渣具有较高的活性，富硅相易于和Ca(OH)₂反应，也可作为化学外加剂载体，获得和使用沸石相当的效果。

本发明的优点是明显的：

(1)用不同的铝酸盐矿物调节钙矾石形成速率，增大有效膨胀，增强张拉钢筋能力，提高混凝土抗裂性。

(2)利用沸石的结构特征，增强化学外加剂分散性，减小混凝土坍落度损失，也可避免混凝土常见的离析、泌水缺陷。混凝土工作性能得到了保证。

(3)碱含量低于0.50％，可避免碱骨料反应。

(4)本产品内掺量为8％时，按JC476混凝土膨胀剂标准检验，7天水中限制膨胀率≥0.035％，高于标准规定指标，并且强度增高。

(5)将本产品定量加入水泥中，可得到膨胀水泥；定量加入水泥并制成砂浆可得到防水砂浆；定量加入混凝土中，可得到补偿收缩混凝土、无收缩混凝土、填充混凝土，用于防水、防渗、抗裂与填充工程。

(6)在拌制混凝土时，本产品推荐用量为水泥及添加料总量的8％，可等量取代水泥，比国内市售多数膨胀剂节约20％～30％。

具体实施方式

实施例

(1)制造工艺  原材料经破碎、计量，按一定配比混合入磨，控制SO3及细度指标，均化、包装，进行出厂检验。

(2)原材料化学成份如表1所列，配方如表2所列，产品的主要化学成份如表3所列，内掺量为8％时的标准检验物理性能如表4所列。本产品简称FEA，F代表分散性，EA是国内惯用的膨胀剂称谓。FEA实施例的粉磨细度用比表面积表示，为250m²/kg～300m²/kg。