[发明专利]一种低钙水泥外加剂及其制备方法和使用方法

说明书

本发明公开一种低钙水泥外加剂及其制备方法和使用方法。将乙二胺四乙酸和含有Ⅰ主族金属元素的盐分别配置得到浓度为3～6wt％的乙二胺四乙酸溶液和1～4wt％的盐溶液，将乙二胺四乙酸溶液和盐溶液按1～1.5:1的质量比混合后静置即制备得到所述低钙水泥外加剂。本发明制备得到的低钙水泥外加剂能有效的提升低钙水泥的抗压强度，且生产成本低，高度简化了生产工艺，更加适用于工业的大规模生产。

技术领域

本发明属于水泥外加剂制备领域，尤其涉及一种低钙水泥外加剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO₂气体通过硬化混凝土细孔渗透到混凝土内，与其碱性物质(Ca(OH)₂)发生化学反应后生成碳酸盐(CaCO₃)和水，使混凝土碱性降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。碳化作用会造成混凝土失效，碳化后混凝土碱度降低，当碳化超过混凝土保护层时，在水与空气的作用下就会导致混凝土对于钢筋的保护作用，进而引发了钢筋的锈蚀、收缩、开裂甚至解体等一系列严重问题。近年来人们致力于降低混凝土的碳化，从而达到增强混凝土性能的目的。

硅酸盐矿物影响了水泥的胶凝性能，其中硅酸二钙决定了其后期强度，硅酸三钙则决定了早期强度，可以说硅酸钙的含量影响了水泥的整个过程，随着全球矿物资源的减少，对矿石资源要求的提升，低钙水泥的低能耗、低成本将有望发展为水泥产业的主体。但是低钙水泥本身的性能达不到一些应该用领域的要求，本发明将会弥补低钙水泥中抗压强度不足的问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提出一种低钙水泥外加剂及其制备方法和使用方法，解决了现有技术中低钙水泥碳化后强度较低的技术问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种低钙水泥外加剂的制备方法，包括如下步骤：

将乙二胺四乙酸和含有Ⅰ主族金属元素的盐分别配置得到浓度为3～6wt％的乙二胺四乙酸溶液和1～4wt％的盐溶液，将乙二胺四乙酸溶液和盐溶液按1～1.5:1的质量比混合后静置即制备得到所述低钙水泥外加剂。

优选的，所述含有Ⅰ主族金属元素的盐为氯化钠。

优选的，所述乙二胺四乙酸溶液的浓度为4wt％。

优选的，所述盐溶液的浓度为2wt％。

优选的，所述静置的时间为3～5h。

上述一种低钙水泥外加剂的制备方法制备得到的低钙水泥外加剂。

上述低钙水泥外加剂的使用方法，包括如下步骤：

将所述低钙水泥外加剂与低钙水泥混合得到10～16wt％的水泥混合物，将所述水泥混合物压制成所需的形状后经碳化处理即可。

优选的，所述低钙水泥外加剂与低钙水泥混合得到12wt％的水泥混合物。

优选的，所述压制的压力为80～110MPa。

优选的，所述碳化处理的方式为：碳化压力为0.05～0.15Mpa，二氧化碳浓度为75～100％。

本发明涉及的反应机理：

EDTA(乙二胺四乙酸)一种有机化合物，是能够与镁离子、锰离子、二价铁离子以及钙离子等二价金属离子结合的螯合剂，可以提高碳化成品的抗压强度与耐久性。

氯化钠溶液作为碳化催化相能通过打破硅胶层来促进EDTA与硅酸钙矿物复合物的碳化，并且可以改变低钙水泥的内部结构，更加有利于二氧化碳进入样品内部，提升碳化率。氯离子与低钙水泥中胶凝材料的结合通过近程库伦与长程范德华物理吸附，其次碳酸钙在一定程度上可以阻止氯离子的渗透，因此，可以使用少量的氯离子作为辅助剂来增强低钙碳酸化水泥的抗压强度。