[发明专利]氧化钙类膨胀剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化钙类膨胀剂的制备方法。

背景技术

自20世纪30年代法国发明膨胀水泥以来，特别是自日本在膨胀水泥的基础上将其 中的膨胀组分分离出来作为单独掺加的膨胀剂以来，混凝土膨胀剂逐渐发展为混凝土行 业中用量最大的外加剂之一，广泛应用于地下防水防渗工程、超长结构以及各类大型的 混凝土施工工程，成为防止混凝土收缩开裂的有效技术。目前国内现有的膨胀剂大多都 是属于以水化硫铝酸钙为主要膨胀源的钙钒石型膨胀剂，其在应用上有很多优点，但其 水化时对水的本质需求，决定了其对水泥混凝土在干燥条件下的收缩补偿作用有限，有 时膨胀剂的掺入反而增大了混凝土干燥收缩开裂的风险。氧化钙作为一种膨胀熟料最先 是在日本发明并推广应用的，但日本生产的这种膨胀熟料是采用石灰石经1400℃～1600 ℃高温煅烧而得，容易产生晶体结构致密无孔的过烧氧化钙，这种过烧氧化钙的反应活 性低，水化反应持续时间长，且这种“延长膨胀”性能将有可能破坏水泥混凝土的结构， 影响混凝土的耐久性。国内对将氧化钙作为膨胀熟料的研究相对较少，专利CN 101333083A也有关于将氧化钙作为一种膨胀熟料的报道，但它是将石灰石和矾土经高温 共同煅烧制备的以氢氧化钙和钙钒石两种水化产物为膨胀源的氧化钙一硫铝酸钙类复合 膨胀熟料，氧化钙不是单一的膨胀组分。硫铝酸钙膨胀源的引入虽然增大了膨胀熟料的 膨胀性能，但其水化时需结合大量水分子的本质需求，决定了这类双膨胀源膨胀熟料难 以在缺水养护的干燥条件下产生有效膨胀，因此对水泥混凝土干燥条件下的收缩补偿作 用有限。为了减少水泥混凝土在干燥环境中收缩开裂的风险，开发一种能在干燥条件下 产生有效膨胀，不仅能基本完全补偿水泥混凝土的早期收缩，而且能产生部分膨胀，以 对水泥混凝土的后期收缩进行有效补偿的新型混凝土膨胀剂成为广大从事水泥混凝土研 究的科技人员的一种目标。

发明内容

本发明提供一种氧化钙类膨胀剂的制备方法，所得膨胀剂对浆体成型后的湿养护要 求低，在干燥环境中也能使水泥混凝土产生有效膨胀。

所述氧化钙类膨胀剂的制备方法如下：所述氧化钙类膨胀剂由石灰石与复合矿化剂 混合粉磨成生料后在1100～1300℃下煅烧获得氧化钙类膨胀熟料，再与分散性载体混合粉 磨而成，所述复合矿化剂由质量百分比含量为50％～70％的石膏和30％～50％的铜渣组成， 复合矿化剂与石灰石的质量比为5∶95～10∶90，所述氧化钙类膨胀熟料与分散性载体的 质量比为75∶25～90∶10。

所述铜渣是炼铜过程中产生的渣，属有色金属渣的一种，可商购。优选的是铜渣中 CuO的质量百分比含量≥75％。

作为本发明的优选方案，石灰石中CaO含量≥53％，石膏中SO₃含量≥48％，所述 百分比为质量百分比。

煅烧获得熟料的具体工艺为现有技术，作为优选方案，煅烧时间为30～120min。煅 烧后在空气中淬冷，获得氧化钙类膨胀熟料。

所述分散性载体为多孔沸石、粉煤灰或由质量百分比含量为40％～70％的多孔沸石和 30％～60％的粉煤灰组成的混合物。作为优选，多孔沸石的孔隙率为30％～40％；粉煤灰需 水量比在95％以下，45μm筛筛余不大于12％，烧失量不大于5％.

上述生料和氧化钙类膨胀剂需达到通常的生料和膨胀剂对粉磨细度的要求。作为优 选方案，所述生料的比表面积为200～400m²/kg。所述氧化钙类膨胀剂的比表面积为 150～450m²/kg。

本发明在1100℃～1300℃相对低的温度下单独煅烧掺入部分复合矿化剂的石灰石粉， 制备以氢氧化钙为膨胀源的氧化钙类膨胀熟料，再与部分分散性载体材料共同粉磨至一 定细度，制备出一种氧化钙类膨胀剂。这种氧化钙类膨胀剂煅烧温度相对较低，不易使 氧化钙产生过烧现象，且水化产物需水量小，膨胀效能高，膨胀速率快，且在干燥环境 中依然能使水泥混凝土产生有效膨胀，不仅能基本完全补偿水泥混凝土的早期收缩，而 且在干燥条件下所产生的有效膨胀能对水泥混凝土的后期干燥收缩起到较好的补偿作 用，是在实际工程中用于降低水泥混凝土干燥收缩开裂风险的有效技术。

附图说明

图1为实例1所制得的氧化钙类膨胀剂CEA-1掺入水泥浆体后在干燥环境中的变形 曲线。