[发明专利]一种提高水泥早强性能的方法

说明书

本发明公开一种提高水泥早强性能的方法，通过向水泥原料中混入三元复合早强剂及聚羧酸减水剂，使混合后的水泥内部结构致密，增强水泥材料的早期性能，在纳米氧化铝单掺早强效果研究的基础上，将纳米氧化铝与AMPS和硫酸锂进行复配，纳米氧化铝、AMPS和硫酸锂复配能有效提高水泥的早强效果，且当复配早强剂的组成为PC0.15％，纳米氧化铝1.5％，AMPS0.15％，硫酸锂1％，水灰比为0.4时，使水泥早期强度提高最为显著。

技术领域

本发明涉及水泥外加剂技术领域，具体是一种提高水泥早强性能的方法。

背景技术

煤炭作为目前中国的主要能源之一，在经济发展中起着至关重要的作用， 矿井灾害频发严重影响了采煤工作的安全进行。随着我国对煤矿安全问题越来 越重视，解决瓦斯突出问题是煤矿安全生产的重中之重。钻孔抽采是瓦斯突出 的解决措施之一，瓦斯的抽采效率与封孔的好坏有着直接联系。水泥基封孔材 料是目前瓦斯抽采应用最广泛的封孔材料。但水泥基材料仍存在不足之处，尤 其表现在：矿井高温高湿的环境中封孔材料的凝结时间不稳定、后期封孔易开 裂、浆体流动性较差、抗压强度发展缓慢甚至无法达到工作规定标准，难以满 足日益增加的井下固水要求。目前，主要解决办法是在水泥基材料中添加早强 剂来改善上述缺陷，早强剂主要可以分无机、有机和复合早强剂三大类，其中 复合类早强剂是对各种早强剂组分的复合，以及早强剂组分与减水剂组分的复 合，得到比单一早强剂更好的改性效果

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高水泥早强性能的方法，解决了上述技术问 题，本发明通过向水泥中加入适量的纳米氧化铝、AMPS以及硫酸锂能够改善水 泥内部结构致密度，提升水泥的力学性能，其早后期抗压强度都显著提高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种提高水泥早强性能的方法，通过向水泥原料中混入三元复合早强剂及 聚羧酸减水剂，使混合后的水泥内部结构致密，增强水泥材料的早期性能。

以原料总重量为1计，所述三元复合早强剂的掺量组成：γ相纳米氧化铝 0.5％～2.5％、2-烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸0.15％和硫酸锂1％；所述聚羧酸减 水剂掺量为0.15％。

进一步地，提高水泥早强性能的具体操作方法：

S1、水泥原料称重，混合均匀后加入水匀速搅拌；

S2、再加入γ相纳米氧化铝、2-烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸、硫酸锂和 聚羧酸减水剂均匀搅拌制成水泥浆体试样；

S3、将水泥浆体注入模具，轻震荡模具并刮平上部表面；

S4、在恒温恒湿环境养护24h后脱模，将试块继续养护，达到所需龄期后 使用无水乙醇结束水化反应；

S5、干燥处理；

S6、对不同龄期的试块进行抗压强度测试及XRD、SEM、TG-DSC测试。

进一步地，所述水泥原料选用PO32.5普通硅酸盐水泥。

进一步地，所述S1中水灰比为0.4。

进一步地，所述S5中干燥温度为50℃。

本发明的有益效果：

本发明通过向水泥中加入适量的纳米氧化铝、AMPS以及硫酸锂能够改善水 泥内部结构致密度，提升水泥的力学性能，其早后期抗压强度都显著提高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是水泥试样水化期龄1d和3d的对照组和实验组的X射线衍射图；

图2是本发明SEM分析图。

具体实施方式