[发明专利]优型混凝土膨胀剂组成及制法

说明书

本发明涉及一种优型混凝土膨胀剂及其制造方法，该膨胀剂以稳定水化物-钙矾石为膨胀源，由于所设计的配方和采取的工艺能改变水泥的水化过程，使混凝土或砂浆具有早期膨胀，补偿干缩，而在后期也有微弱膨胀，补偿冷缩，以达到在不影响强度的前提下，提高混凝土的抗裂防渗能力。

目前国内外的混凝土膨胀剂品种，主要有表1所列几个类型

表中No1硫铝酸钙熟料是用石灰石、矾土和石膏配成生料经煅烧而成，No2、No3为用石灰石、粘土和铁粉配成生料煅烧而成。No3与No2不同之处是石灰系熟料又加上明矾石，基本上属石灰系;No4为明矾石加石膏同磨而成;No5为高铝水泥加入石膏和明矾石同磨而成。其特点是No1要用高品位矾土配料，早期膨胀太快，对水泥强度破坏较大;No2、No3基本一样是用Ca（OH）₂为膨胀源，但其胶凝性差，在有压力情况下易渗透出来，不宜用于防水工程，No4掺入量需要太多，属于低效膨胀剂，而且膨胀慢，早期强度低，施工不便;No5亦是我院新开发的品种，此种铝酸盐膨胀剂是用高铝水泥熟料、明矾石和石膏制成，其中高铝水泥熟料是用高品位矾土与石灰石配制成生料在1350°～1400℃煅烧而成，原料价格较高，制造工艺较复杂，因此，制造成本高，从性能来说，高铝熟料中的铝酸钙CA·C₁₂A₇水化太快，因此与石膏形成的钙矾石快，使水泥快凝，对早期强度破坏较大。

参考文献

[1]W.KURDOWSKI，7fh    Inter    sYmp    on    the    Chem.of    Cement.VolIV-2/1，Paris    1980年

[2]西忠雄    日本膨胀混凝土的发展和展望

日本“建筑技术”1978.No147.游宝坤译

[3]复合膨胀剂    技术鉴定证书（87）建材鉴定书第03号

[4]明矾石膨胀剂    技术鉴定证书，1980年，建工部科技局

本发明的任务是制成一种原料来源广泛，工艺简单，成本较低的优型混凝土膨胀剂，使混凝土具有与水泥硬化过程的收缩速度相适应的膨胀速度，以达到不影响混凝土强度的前提下，提高其抗裂防渗能力。

本发明的优型混凝土膨胀剂是以硫铝酸盐熟料或硫酸钙熟料和天然明矾石，石膏共同粉磨而成;硫铝酸钙熟料是用石灰石，低品位矾土和石膏配成生料经1250℃～1300℃煅烧而成，其主要矿物为C₄A₃S（无水硫铝酸钙）和BC₂S硫酸铝熟料是用天然明矾石经500°～700℃煅烧而成，主要矿物是Al₂（SO₄）₃，Al（OH）₃，α-SO₂。

C₄A₃S、Al₂（SO₄）₃、Al（OH）₃活性高，能与水泥中的Ca（OH）₂CaSO₄很快生成钙矾石（C₃A、3CaSO₄、32H₂O），使水泥在早期（1-14天）产生膨胀，而天然明矾石的溶解性较差，在碱和硫酸盐激发下生成的钙矾石速度较慢，使混凝土在中期产生微膨胀。由于C₄A₃S、Al₂（SO₄）₃、Al（OH）₃和明矾石KAl₃（SO₄）₂（OH）₆在形成钙矾石时都要吸收Ca（OH）₂，而Ca（OH）₂主要靠C₃S、C₂S水化析出，这样使混凝土中的强度基石C-S-H和膨胀源钙矾石的生成速度互相制约，使强度和膨胀的发展相协调。

本发明的优型混凝土膨胀剂可分为Ⅰ型Ⅱ型两种构型，分别叙述如下：

（1）优型Ⅰ混凝土膨胀剂，由硫铝酸盐熟料、天然明矾石和石膏磨制而成;

A、各组份配比如下（重量百分数）：

硫铝酸盐熟料    20～80%

天然明矾石    10～40%

二水或无水石膏    10～40%