[发明专利]一种混凝土增强剂

说明书

本发明公开一种混凝土增强剂，按重量份数包含：特种熟料10份、工业固体废弃物20～30份、石膏30份、天然矿物材料30～40份，还包含内养护持续激发剂，所述内养护持续激发剂的含量占所述混凝土增强剂的总重量的5％；其中，所述特种熟料是通过将磷石膏、炉渣、粒化电炉磷渣、石灰石通过粉磨、混合、加水造粒、烘干、煅烧、降温、急速冷却粉碎的方法制得；所述工业固体废料是由钢渣和粒化电炉磷渣混合而成；所述内养护持续激发剂是将固硫灰充分浸泡于丙烯酰胺溶液中，经负压吸滤后处理至饱和面干状态即得；所述天然矿物材料为明矾石粉。上述增强剂能顶替10～15％的水泥用量，降低了成本；优化了抗压强度、抗渗性等性能，促进多种工业固体废弃物的重复利用。

技术领域

本发明属于混凝土制备技术领域，特别是一种混凝土增强剂。

背景技术

混凝土是现代最主要的土木工程材料之一。它是一种由水泥、掺合料、颗粒状集料(粗/细骨料)、水、以及必要的外加剂，按一定比例配制、搅拌、成型、养护硬化而成的人工石材。其中水泥和掺合料的品质、混凝土的水灰比、集料的质量、养护条件(温度和湿度)、施工质量等因素都会对混凝土的强度性能产生影响，但归根结底影响最大的还是来源于胶凝材料的胶结作用。

水泥是建筑材料的最大分支，每年要消耗大量的原、燃料。实践证明，以大量消耗资源，粗放经营的传统水泥工业发展模式已经难以适应时代的发展需求，行业迫切需求以资源节约、污染低、质量效率高、科技先导型的可持续发展的生态胶凝材料模式。加之现今水泥行业垄断地位，水泥价格不断飙升，缓解混凝土生产制备企业的成本压力也是迫在眉睫。

据不完全统计，全国预拌混凝土生产企业每年需消耗近30亿吨胶凝材料，其中掺合料消耗量占一半左右。现代混凝土生产企业对于矿物掺合料的认知多数停留在追求经济效益而只固定掺用某一二种矿物掺合料的层次上。混凝土作为一种复杂多相体系，掺和料应用技术远远达不到客户的定向需求。

另一方面，自改革开放以来，中国工业迅猛发展，导致各类工业废渣排放量剧增。目前，仍有多种工业固体废弃物未被有效利用，大量堆积在厂区附近，不仅污染、危害生态环境，还浪费资源，占用了大量土地。近年来，经国内外各方学者不懈努力，粉煤灰、矿渣等工业废渣已成功运用于水泥工业中，在某些地区已供不应求。但炉渣、钢渣、粒化电炉磷渣、磷石膏等工业废渣由于活性低、安定性不良、对水泥基材料缓凝等问题，未能在水泥工业中大量使用。因此，积极开展此类工业固体废弃物的基础应用研究，能够极大地拓展其利用领域和范畴，提高资源利用率。

现有技术中，例如授权专利CN105060749B提供的“用隧道窑装备处理磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法”中，采用将将按比例称重的磷石膏、石煤、废石渣经粉磨筛分、加水制粒后，在1180～1280℃下，煅烧30～50min，淬冷制得硬石膏熟渣。又例如论文《利用高掺量磷渣煅烧优质水泥特种熟料的研究》(陈丹等，硅酸盐通报，2010，(6))中公开了将按比例称重的石灰石、砂岩、磷渣、硫酸渣、粉煤灰、煤经过粉磨过筛，加水压制，先升温至950℃保温30min，再依次升温至1350℃、1400℃、1450℃保温30min，最后急速冷却破碎制成水泥特种熟料的方法。这些方法中都采用了煅烧法对原料进行熟化，制成的特种熟料提高了胶凝材料的胶凝性，混凝土的力学性能。但是，这些原料组成和方法对混凝土的替代程度有限，对粒化电炉磷渣、钢渣、固硫灰、磷石膏等工业固体废弃物的利用效率有限；混凝土的7d和28d抗压强度、抗渗性、28d收缩值、坍落度、坍落时间、凝结时间等性能的增强作用有限，不能满足客户的定向需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种混凝土增强剂，通过对磷石膏、炉渣、粒化电炉磷渣、石灰石等原料熟化，然后加入内养护持续激发剂，使制得的增强剂在保证优异的混凝土工作性能的前提下，能够替代一定量的水泥，增加混凝土强度，提升混凝土体积稳定性、抗渗性等长期性能及耐久性，同时大量使用现有的工业固体废弃物，变废为宝。具体通过以下技术实现。