[发明专利]一种掺轻烧MgO水泥基材料凝结时间与膨胀率协同调控方法

说明书

本发明涉及一种掺轻烧MgO水泥基材料凝结时间与膨胀率协同调控方法，属于水泥基材料外加剂技术领域，先确定温度、氧化镁掺量等初始参数，通过对不同掺量柠檬酸或柠檬酸镁的水泥基材料进行试验，测得水泥基材料的凝结时间及膨胀率变化规律。采用数学模型拟合，得到柠檬酸掺量X或柠檬酸镁掺量Y与凝结时间a、膨胀率b的关系。通过该模型，可以通过改变轻烧MgO水泥基材料的柠檬酸掺量X和柠檬酸镁掺量Y，调控及预测水泥基材料的凝结时间a和膨胀率b。此外，还可以根据工程要求的凝结时间a及膨胀率b，计算所需的柠檬酸掺量X和柠檬酸镁掺量Y，从而解决由于缓凝剂引起的膨胀效能改变的问题。

技术领域

本发明属于水泥基材料外加剂技术领域，具体地说是一种掺轻烧MgO水泥基材料凝结时间与膨胀率协同调控方法。

背景技术

轻烧MgO是在700～1000℃下煅烧菱镁矿得到的，常温下能与水反应产生明显的体积膨胀。相比重烧氧化镁，轻烧MgO的活性更高，早期膨胀大，后期膨胀小，对体积安定性产生的问题较小。作为一种高效的膨胀剂，轻烧MgO适用于补偿大体积混凝土的温降收缩，能够有效的防止裂缝的产生。

大体积混凝土作为热的不良导体，在内部的水泥水化后会将大量的水化热聚集在内部，使得内部温度升高。在温度下降时候。尤其在夏季的时候，由于温度过高，水泥水化过快，会使得体系的温度迅速上升。因此，在高温天气施工时，会掺入缓凝剂延缓水泥的水化。缓凝剂能够有效的延缓水泥的凝结时间，抑制水泥的水化，这可以使得高温时工作时间变长，水化放热变慢。相比于铺设冷却水管来说，其施工工艺简单，有时也可以和铺设冷却水管，使用低热水泥等方法共同使用。

但是，掺入缓凝剂会使得轻烧MgO的膨胀效能减弱。如贵州老江底水电站大坝采用轻烧MgO和ADD-3引气缓凝剂，但现场混凝土的自生体积变形仅为实验室数据的70％左右。膨胀效能的减少使得结构内部应力不能达到预期的效果，更易出现裂缝。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种掺轻烧MgO水泥基材料凝结时间与膨胀率协同调控方法，能够同时调控水泥基材料的凝结时间和水泥基材料中轻烧MgO的膨胀效能。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明的一种掺轻烧MgO水泥基材料凝结时间与膨胀率协同调控方法，包括如下步骤：

1)通过试验测得不同柠檬酸和柠檬酸镁掺量下的凝结时间、膨胀率数据；

2)通过数学模型拟合步骤1)得到的数据，得到柠檬酸掺量X和柠檬酸镁掺量Y与凝结时间a、膨胀率b的关系，得到拟合后的曲线；

3)通过拟合后的曲线，计算出不同柠檬酸掺量X和柠檬酸镁掺量Y下的凝结时间a和膨胀率b或者根据要求的凝结时间a和膨胀率b计算柠檬酸掺量X和柠檬酸镁掺量Y；

4)按计算得到掺量X和Y乘以水泥氧化镁的总质量称取所需的柠檬酸和柠檬酸镁的添加量，和水配置成溶液，并按设计所要求的水灰比加入水泥基材料中。

进一步地，步骤4)中，所述的水泥氧化镁的配方为水泥氧化镁共10000份，其中水泥9200-10000份，轻烧MgO0-800份，所需的柠檬酸和柠檬酸镁的添加量为：柠檬酸0-9份、柠檬酸镁0-9份，其中，X∈(0，0.09wt％)，Y∈(0，0.09wt％)。

进一步地，所述的轻烧MgO，煅烧的温度为700～1000℃。

进一步地，所述的步骤2)中，通过数学模型拟合数据，具体步骤为：

凝结时间a与膨胀率b与柠檬酸浓度X和柠檬酸镁浓度Y的关系采用下面的公式：

f(X+Y_E)＝a

F(X，t)+G(Y_E，t)＝2b