[发明专利]一种基于再生微粉的复合膨胀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于再生微粉的复合膨胀剂及其制备方法，按质量份计，所述复合膨胀剂由以下组分组成：再生微粉5‑10份、低温煅烧再生微粉30‑60份、粒化高炉矿渣粉5‑15份、钢渣粉5‑10份、非晶态铝酸钙20‑40份、石膏5‑20份、分散剂0.01‑0.05份、减水剂0.1‑0.4份；低温煅烧再生微粉是由混凝土破碎收集的细微粉体经过650℃‑800℃煅烧，保温60min‑90min所得。本发明围绕固体废弃物资源化利用需求，大量利用废弃混凝土、红砖等建筑垃圾破碎工艺中产生的细微粉体，有效提高建筑与工业的碳中和效率。相比传统膨胀剂，本发明的复合膨胀剂具有早期强度高、流动性好及抗硫酸盐侵蚀等性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种基于再生微粉的复合膨胀剂及其制备方法。

背景技术

现有的混凝土膨胀剂是以膨胀水泥为基础研发出来的，在混凝土的搅拌过程中掺入膨胀剂，可拌制成为膨胀性混凝土，也可称为补偿收缩混凝土。主要原理是膨胀剂在与水泥水化后存在一定的膨胀能力，而这种膨胀能力又恰好能够抵消掉水泥的收缩。目前，以无机材料为主的混凝土膨胀剂主要分为：水化反应生成钙矾石的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂；水化反应生成氢氧化钙/镁的氧化钙、氧化镁类混凝土膨胀剂；水化反应生成钙矾石和氢氧化钙的硫铝酸钙与氧化钙类复合混凝土膨胀剂。已有的混凝土膨胀剂生产过程中需要消耗大量的天然钙源材料和硫铝酸盐材料，其中天然钙源材料主要为石灰石分解形成生石灰，开采石灰石和煅烧形成生石灰的过程中排放出大量二氧化碳，不利于我国达成“双碳”战略目标。硫铝酸盐材料的主要原材料是铝矾土，是一种非可再生资源，不利于可持续发展。同时，不同膨胀源的膨胀速率及效能不一致，硫铝酸钙类混凝土膨胀剂一般需要14天左右才达到稳定，氧化钙类膨胀剂在水化1-4天之内即可达到稳定期，两种膨胀剂都无法从水化初期到后期持续稳定的提供膨胀能力。如果掺入硫铝酸钙与氧化钙类复合混凝土膨胀剂，需要通过一些技术手段来控制其膨胀速率，比如养护条件较为苛刻，需水量较大，否则膨胀效果大打折扣，甚至显著影响强度。因此，现有膨胀剂主要存在成本过高、不环保、膨胀效能不持续、无增强效果等缺点。

发明内容

本发明提出了一种基于再生微粉的复合膨胀剂及其制备方法，所述复合膨胀剂具有早期强度高、微膨胀、凝结快、固废资源再利用率高、耐久性能好等特点，有效解决了水泥基材料收缩大和再生微粉利用率低的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个目的在于提供一种基于再生微粉的复合膨胀剂，所述再生微粉复合膨胀剂由以下组分组成：再生微粉、低温煅烧再生微粉、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、非晶态铝酸钙、石膏、分散剂和减水剂。

在本发明的一个实施例中，按质量份计，所述再生微粉复合膨胀剂由以下组分组成：再生微粉5-10份、低温煅烧再生微粉30-60份、粒化高炉矿渣粉5-15份、钢渣粉5-10份、非晶态铝酸钙20-40份、石膏5-20份、分散剂0.01-0.05份、减水剂0.1-0.4份。

在本发明的一个实施例中，所述再生微粉是混凝土经过破碎而收集得到的细微粉体，所述细微粉体细度≤75μm。

在本发明的一个实施例中，所述低温煅烧再生微粉是由混凝土破碎收集的细微粉体粉磨经过低温煅烧所得；低温范围为650℃-800℃，煅烧时间为60min-90min，粉磨至比表面积≥400m²/kg。

在本发明的一个实施例中，所述非晶态铝酸钙的主要矿物成分为七铝酸十二钙(C₁₂A₇)和铝酸三钙(C₃A)；其中C₁₂A₇的含量＞90％。

在本发明的一个实施例中，所述非晶态铝酸钙的比表面积≥500m²/kg。

在本发明的一个实施例中，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂和/或萘系高效减水剂。