[发明专利]一种超早强、高强复合外加剂及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种添加到混凝土中的超早强、高强复合外加剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术：

超早强外加剂是建筑行业里添加到混凝土中以提高混凝土的强度，缩短混凝土的养护龄期，加快施工速度，加快模板周转的物料。目前较为常用的混凝土早强剂主要有氯盐系、硫酸盐系、碳酸盐系、有机物系、矿物类及复合早强剂。现有的早强剂只能将混凝土3天、7天强度提高30％～60％，且易引入氯离子或碱金属，氯离子易引起钢筋锈蚀，碱金属含量过高易引起碱集料反应，导致结构破坏。

(1)氯盐系早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝等。其产生早强的机理主要为氯化物与水泥中的C₃A作用生成不溶于水的水化氯铝酸盐，加速了水泥中的C3A水化。仅以早强作用而论，氯盐系是效果不错的早强剂，也是人类应用最早的混凝土早强剂。但是由于氯离子浓度增加，使钢筋与氯离子之间产生较大的电极电位，这就容易使钢筋锈蚀，因而氯盐系早强剂的应用有很大的局限性，绝大多数的混凝土工程均限制该系列早强剂的应用，我国混凝土工程规范对此也有严格的限制。

(2)硫酸盐系早强剂主要有硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝及硫酸钾铝等。应用最多的是硫酸钠早强剂。硫酸钠早强剂在较低的养护温度条件下及早期强度较低的水泥中的作用是比较明显的，同时对后期强度也有一定提高。而且不仅在常温及低温条件下加速强度增长，在蒸汽养护条件下也可提高混凝土的强度。

但是，随着我国新水泥标准的实施及我国的水泥生产逐渐与国外接轨，一些大型水泥厂采用窑外分解法新烧成技术，生成的水泥熟料强度等级提高，水泥中混合材料掺加量减少，已出现硫酸钠早强剂对此类水泥不起早强作用的现象。据有关专家研究认为，这主要是由于硫酸钠的早强作用在激发活性混合材料的活性、加速火山灰反应方面更强烈，而对纯熟料硅酸盐水泥激发、活化和早强效果则较差。欧美国家由于更多地应用纯熟料硅酸盐水泥，所以硫酸钠在这些国家并未作为早强剂应用。

此外，硫酸盐系早强剂中的钠(钾)离子本身存在难以克服的缺陷。其中之一是，由于K⁺、Na⁺不与水泥水化产物化合，且其盐类均易溶解，因而较多残留于混凝土的液相中，这是混凝土表面盐析的主要原因之一。盐析使混凝土表面形成白色污染；更有甚者，钠盐在混凝土表层结晶发生膨胀，极有可能造成混凝土的表层开裂甚至脱落，对工程造成极大危害。因而在此类工程中限制钠(钾)系早强剂的应用。另一原因是钠(钾)系早强剂有着天生的缺陷：存在易引起碱集料反应、导致混凝土结构破坏的潜在危险。这也在很大程度上限制了此系列早强剂的使用。

(3)有机物系早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺、甲醇、乙醇等等，最常用的是三乙醇胺。实际应用中，三乙醇胺早强剂的早强效果一直不是很好，并且掺量极微，不好控制，掺量过多时会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降。

目前应用的其它种类早强剂，或存在着早强效果不佳，或影响后期强度，或原料来源困难、生产成本高等问题，其生产、应用均受到一定限制。

由于传统的早强剂都存在这样或那样的不足，加之早强效果不显著，因此，研究有机与无机复合的早强剂是社会发展和科学进步的必然。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种超早强、高强复合外加剂及其制备方法。本发明产品采用无机超早强激发剂组分辅以少量有机表面活性剂复合研制而成，在普通混凝土中内掺5％～8％的该产品可使混凝土达到超早强，3天龄期即达到混凝土28天才能达到的强度，且后期强度仍有良好增长势头。

本发明是这样构成的：一种超早强、高强复合外加剂，按照重量百分比计算，它是用44％～59％的无机超早强激发剂、28％～41％的硬石膏(CaSO₄)/二水石膏(CaSO₄·2H₂O)和10％～20％的有机表面活性剂复合制成的；最好是用54％的无机超早强激发剂、36％的硬石膏/二水石膏和10％的有机表面活性剂复合制成。

所述的无机超早强激发剂是氟铝酸盐的重量含量为80％～90％的矿物。

按照重量百分比计算，前述氟铝酸盐的重量含量为80％～90％的矿物是以55％～65％的石灰石、30％～41％的铝矾土和4％～5％的萤石为原料煅烧形成的；优选以56.6％的石灰石、39％的铝矾土和4.4％的萤石为原料煅烧形成。

所述的有机表面活性剂是β-萘磺酸甲醛缩合物或聚羧酸缩合物。