[发明专利]一种用于混凝土的偏高岭土基浆状改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种用于提高水泥混凝土强度等性能的偏高岭土基浆状改性剂及其制备方法。 

背景技术

随着我国基础建设的投入不断增大，水泥混凝土作为主要的工程材料，其应用范围也不断的扩大，并逐渐延伸到更加严酷的环境中。例如超高建筑，深层地下建筑，大型核电站，水利设施建设，甚至海洋港湾工程建设，这便对现代混凝土的性能提出了更高的要求，要求混凝土有更高的强度和耐久性。目前，使用较为广泛的改善混凝土性能的方法是添加高性能矿物掺和料，传统矿物掺和料是由硅灰、粉煤灰和矿粉中的一种或者两种组成。这类常用矿物掺和料应用较为成熟，但是也存在一定缺陷，例如硅灰的价格太高，而且不同地方收集的硅灰品质区别较大，运输困难，并增加混凝土自收缩和开裂的风险；粉煤灰的早期水化能力较差，单掺粉煤灰时对混凝土早期强度有一定的不利影响；矿渣来源越来越紧张，因此优质矿粉难以满足需求。 

长期以来，各种矿物掺和料均以粉状的形式加入到水泥混凝土，往往存在分散不充分的问题，甚至发生颗粒离析的现象，特别是粒小质轻的硅灰。另一方面，部分矿物掺合料（如硅灰、偏高岭土）以粉体形式直接加入混凝土中，会引起新拌混凝土流动性降低，粘聚性增大，或者需水量增大的问题，这将使混凝土的应用性能或应用范围受到影响。 

偏高岭土是一种对于混凝土的强度、体积稳定性、耐久性有显著改善作用的矿物材料，但以粉状加入到混凝土时，会出现上述的需水量增加或流动性降低的问题，所以，难以在实际工程中广泛应用。 

高岭土通过一定的热工制度煅烧能制备偏高岭土，偏高岭土作为一种新型的活性矿物掺和料，已经在实验室进行了长期的研究，并已少量应用于工程实践。在混凝土中单掺偏高岭土，可在一定程度上提高混凝土的早期和后期抗压强度、抗弯强度和劈裂抗拉强度，提高硬化水泥浆体的抗氯离子渗透、抑制碱骨料反应、抗硫酸盐腐蚀和抗冻融循环等耐久性。这是由于偏高岭土中的活性Al₂O₃可以与水泥水化产物反应，促进了具有微膨胀作用的钙矾石的生成，减少混凝土早期的自收缩，偏高岭土颗粒细小，粒径通常在几微米以下，掺入到混凝土中时能填充水泥浆体中的空隙，增加浆体的密实度，且其中的活性成分与Ca(OH)₂反应生成凝胶产物，起到降低混凝土孔隙率，细化孔径的作用，这有效阻止了水分子的扩散和有害 离子的迁移。但是研究表明，单掺粉状偏高岭土会对混凝土工作性能产生显著的降低作用，甚至影响正常施工，而且偏高岭土以粉状形式加入到水泥混凝土中不易分散。以往在应用偏高岭土时完全以粉状形式加入到混凝土，在加入之前要采取措施防治偏高岭土受潮。 

发明目的 

本发明目的在于提供一种用于混凝土的偏高岭土基浆状改性剂及其制备方法，提高偏高岭土在水泥混凝土中的分散效果，改善混凝土流动性，提高其早期和后期强度。 

为达到上述目的，采用技术方案如下： 

一种用于混凝土的偏高岭土基浆状改性剂，由偏高岭土和粉煤灰组成的干基再加水混合而成。 

按上述方案，所述干基中偏高岭土掺量为20%～80wt%，粉煤灰的掺量为20%～80wt%，水的掺量为干基质量的50%～200%。 

按上述方案，所述偏高岭土按如下方法制备得到： 

将高岭土粉末在600℃～850℃的温度下煅烧2～4h，冷却后，用打散机打散，平均粒径在8μm以下；所述的高岭土粉末Al₂O₃和SiO₂的含量在70wt%以上。 

按上述方案，所述的粉煤灰为火电厂煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，外形为珠状颗粒，平均粒径在10μm以下；所述的粉煤灰Al₂O₃和SiO₂的含量在50wt%以上。 

一种用于混凝土的偏高岭土基浆状改性剂的制备方法，包括以下步骤： 

分别将偏高岭土、粉煤灰烘干备用；将已烘干的偏高岭土、粉煤灰分别置于打散机中分散10～15min；混合搅拌3min形成干基，然后加水搅拌10～15min制成偏高岭土基浆状改性剂；所述干基中偏高岭土掺量为20%～80wt%，粉煤灰的掺量为20%～80wt%，水的掺量为干基质量的50%～200%。 

按上述方案，所述偏高岭土按如下方法制备得到：