[发明专利]一种高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂及其制备方法和应用

说明书

一种高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂及其制备方法和应用，制备步骤为：（1）改性剂的制备：将1‑20质量份的醋酸酯类聚合物和20‑50质量份的有机溶剂在50‑90℃，搅拌50‑10分钟，直到醋酸酯类聚合物完全溶解，得到改性剂；（2）改性氧化镁膨胀剂的制备：将30‑60质量份的改性剂与100质量份的氧化镁膨胀剂混合搅拌，除去有机溶剂，得到改性氧化镁膨胀剂。本发明所述的改性氧化镁膨胀剂可调控氧化镁熟料的水化历程，延迟氧化镁水化，减少混凝土塑性阶段的无效水化，增加硬化后混凝土的膨胀量，可用于混凝土结构的抗裂防渗，大幅度提高混凝土的耐久性。

技术领域

本发明属于建筑材料混凝土外加剂技术领域，特别是涉及一种高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂及其制备方法和应用。

背景技术

体积收缩是造成混凝土开裂、渗漏并影响混凝土耐久性能的主要原因之一。针对混凝土体积收缩问题，人们逐渐开发出各种类型的膨胀水泥和膨胀剂以补偿混凝土收缩，提高混凝土耐久性。膨胀剂是在膨胀水泥基础上发展而来的一种混凝土外加剂，掺入硅酸盐水泥中可拌制成膨胀混凝土。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产品。

氧化镁膨胀剂是膨胀剂的一种，其膨胀特性可以调控设计，传统的方法是通过改变煅烧温度和保温时间来调控其膨胀性能。氧化镁膨胀剂是通过煅烧富镁矿物经粉磨而制得的。煅烧温度和保温时间对氧化镁的水化活性和膨胀性能有显著影响。高温煅烧的氧化镁，称死烧氧化镁，水化活性低，早期几乎不膨胀，开始产生膨胀所需时间长，可能需延迟至数年方产生膨胀。在此期间，原来趋于稳定的混凝土受到死烧氧化镁膨胀应力的影响而开裂破坏，造成安定性不良的问题。因此水泥熟料中严格限制处于死烧状态的游离氧化镁的含量。

低温煅烧的氧化镁活性高、水化快，导致部分膨胀能消耗在混凝土塑性阶段，影响其后期的补偿收缩作用。因此需要对氧化镁膨胀剂进行改进提高，延缓氧化镁膨胀剂与水的接触，减少其在混凝土塑性阶段的无效消耗，增加混凝土硬化后的有效膨胀能是本发明的研究重点。本发明所述的改性氧化镁膨胀剂可直接加入到混凝土中，减少混凝土塑性阶段的无效水化，增加硬化后混凝土的膨胀量，可用于混凝土结构的抗裂防渗，大幅度提高混凝土的耐久性。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂及其制备方法。本发明通过由醋酸酯类聚合物和有机溶剂组成的改性剂在氧化镁膨胀剂表面进行包覆，得到改性氧化镁膨胀剂。所述氧化镁膨胀剂的比表面积为5-150m²/g。本发明所述的改性氧化镁膨胀剂可调控氧化镁熟料的水化历程，延迟氧化镁水化，减少混凝土塑性阶段的无效水化，增加硬化后混凝土的膨胀量，可用于混凝土结构的抗裂防渗，大幅度提高混凝土的耐久性。

技术方案：一种高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂的制备方法，制备步骤为：（1）改性剂的制备：将1-30质量份的醋酸酯类聚合物和20-50质量份的有机溶剂在50-90℃搅拌10-50分钟，直到醋酸酯类聚合物完全溶解，得到改性剂；（2）改性氧化镁膨胀剂的制备：将30-60质量份的改性剂与100质量份的氧化镁膨胀剂混合搅拌，除去有机溶剂，得到改性氧化镁膨胀剂。

优选的，上述有机溶剂为甲醇、乙醇、三氯甲烷或丙酮。

优选的，上述醋酸酯类聚合物为聚醋酸乙烯酯、纤维素醋酸酯或邻苯二甲酸醋酸纤维素。

优选的，上述氧化镁膨胀剂由菱镁矿或白云石粉磨煅烧而成，氧化镁膨胀剂的比表面积为5-150m²/g，其中方镁石含量≥60wt.%。

上述制备方法制得的高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂。

上述高分子聚合物改性的氧化镁膨胀剂在制备混凝土中的应用。