[發(fā)明專利]一種水泥基材料增強劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210184673.8
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102701628A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊全兵
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C04B24/04
• 分類號: C04B24/04;C04B28/04;C04B103/12
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泥基材料增強劑及其制備方法。

背景技術(shù)

由于我國國土面積大，東北、華北、西北地區(qū)常年冬期較長，需要摻加早強劑和早強減水劑來提高混凝土早期強度發(fā)展。華東、華南地區(qū)冬季氣溫降至10℃以下的施工中也常摻用早強劑和早強減水劑。混凝土構(gòu)件生產(chǎn)中為盡早張拉鋼筋、加快模板周轉(zhuǎn)和臺座利用率，早強型的外加劑更是普遍應(yīng)用。此外，為加快混凝土工程的施工進(jìn)度，早強劑的使用也很普遍。總之，早強型外加劑在實際工程中的使用，可以在改善混凝土性能，提高施工效率和節(jié)約投資成本方面發(fā)揮了重要作用。

早強劑按照化學(xué)成分可分為無機鹽類、有機物類、有機類和無機物復(fù)合的復(fù)合早強劑三類。

氯鹽早強劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理摻加氯鹽類早強劑，會對混凝土的早期強度發(fā)展有利。氯鹽類早強劑是應(yīng)用歷史最長、應(yīng)用效果最顯著的早強劑品種。不過氯鹽類的早強劑只準(zhǔn)在不配剛筋的素混凝土中摻加，對于鋼筋混凝土，特別是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝上，以及有金屬預(yù)埋件的混凝土中，要慎重使用這類外加劑，限制Cl-含量的引入量，甚至要禁止使用。

最常用的硫酸鹽早強劑為硫酸鈉、硫酸鉀等，其早強效果不如氯鹽。硫酸鹽早強劑摻量應(yīng)通過實驗確定，避免因鉀鈉離子過多引起堿集料反應(yīng)破壞，同時注意預(yù)防泛堿和白化現(xiàn)象。

硝酸鹽和亞硝酸鹽均對水泥水化過程起促進(jìn)作用。這些鹽類不僅能作為混凝土的早強劑組分，而且可以作為混凝土防凍劑組分使用。

最常用的有機化合物早強劑為三乙醇胺，其與氯鹽復(fù)合使用，早強效果更佳。常用的有機化合物早強劑還有甲酸鈣、乙酸鹽等，其早強效果也很顯著。然而，由于這些有機鹽早強劑的價格高，目前在我國還較少使用。

早強劑盡管生產(chǎn)和應(yīng)用歷史較長，但隨著人們對氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子和堿金屬離子等對混凝土性能和長期穩(wěn)定性潛在危害的認(rèn)識程度的加深，以及絕大多數(shù)傳統(tǒng)早強劑盡管可明顯提高混凝土的早期強度，但混凝土的后期強度會有一定的降低，且會一定程度上降低混凝土的耐久性。因此，今后要著重研究開發(fā)非氯鹽、非硫酸鹽類、非鉀鈉類的增強劑，它們不僅能顯著提高混凝土的早期強度，而且可以提高后期強度，以及耐久性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為提出一種水泥基材料增強劑及其制備方法。

本發(fā)明提出的水泥基材料增強劑，所述增強劑原料由甲酸和礦渣組成，通過甲酸對礦渣進(jìn)行化學(xué)處理制備得到該增強劑，礦渣與甲酸的重量比為0.5：1～5.0：1，所述礦渣為水淬高爐礦渣，其比表面積為300～800m²/kg；甲酸使用濃度為5～50?wt?%（重量百分比）。

本發(fā)明提出的水泥基材料增強劑的制備方法，具體步驟如下：

按原料配比，將礦渣均勻地加入到濃度為5～50wt%的甲酸溶液中，同時用機械均勻攪拌溶液，控制反應(yīng)溫度為20～100℃；反應(yīng)時間為1～24小時，即得到含水的增強劑產(chǎn)品；經(jīng)烘干處理，得到不含水的增強劑產(chǎn)品。

本發(fā)明提出的水泥基材料增強劑的使用方法，具體步驟如下：

將增強劑按水泥或膠凝材料用量的1～6%加入到水泥基材料中。若增強劑為含水的產(chǎn)品，則計量時應(yīng)扣除其中帶入的水分。

本發(fā)明增強劑具有以下優(yōu)點和效果：

①??????混凝土1d、3d、7d、28d和60d的抗壓強度分別提高20～70%、20～60%、20～60%?15～30%和10～30%。

②??????水泥基材料的抗?jié)B性提高10～50%。

具體實施方式

下面通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實施例1：

（1）增強劑的配比為（重量百分比）：礦渣/甲酸=1.0，

（2）甲酸濃度為10%，

（3）按原料配比，將礦渣均勻地加入到甲酸溶液中，同時用機械均勻攪拌溶液，處理反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度為20℃；反應(yīng)時間為24小時。

將上述各制備好的增強劑按水泥用量的4.5%入混凝土，其1d、3d、7d、28d和60d抗壓強度增加效果見表1。

實施例2：

（1）增強劑的配比為（重量百分比）：礦渣/甲酸=1.2，

（2）甲酸濃度為15%，

（3）處理反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度為40℃；反應(yīng)時間為10小時。

將上述各制備好的增強劑按比例加入混凝土，其1d、3d、7d、28d和60d抗壓強度增加效果見表1。

實施例3：