[發明專利]一種混凝土膨脹劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710503035.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107188446A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 惲玉新;陳春
• 申請（專利權）人: 常州西夏墅東方工具有限公司
• 主分類號: C04B24/08
• 分類號: C04B24/08;C04B20/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明涉及一種混凝土膨脹劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑技術領域。

背景技術

混凝土膨脹劑是一種與水泥、水拌合后經水化反應生成鈣礬石、氫氧化鈣或鈣礬石和氫氧化鈣，使混凝土產生體積膨脹的外加劑，主要應用于地下建筑物，液狀材料容池，高強度公路路面、橋梁混凝土面層、涵洞，預制構件、框架結構接頭的錨接、管道接頭等領域。用于水泥或水泥混凝土中的膨脹劑的功能是使硬化后的混凝土產生一定的體積膨脹，減少水泥或水泥混凝土硬化早期產生的收縮裂縫。一般認為，硫鋁化合物、氧化鈣何氧化鎂均可作為水泥或混凝土膨脹劑的化學組成。按照化學成分不同，膨脹劑可分為硫鋁酸鹽型膨脹劑、石灰系膨脹劑、氧化鎂型膨脹劑、鐵粉系膨脹劑和復合膨脹劑。

目前市場上流通較廣泛的混凝土膨脹劑當屬基于鈣礬石的硫鋁酸鹽型膨脹劑，其在應用上有很多優點，但也存在水化速率快、早期膨脹大、膨脹后的收縮落差大，以及延遲鈣礬石反應、需水量大、需加強濕養護等不利因素。鈣礬石型膨脹劑早期膨脹發揮過快的特性決定了這類混凝土膨脹劑只有在限制條件下才能發揮作用，即限制膨脹補償限制收縮，其對目前建筑行業中大量無鋼筋限制或限制條件較小的工程或部分結構(道路、墻體)起不到應有的補償作用。并且此類混凝土膨脹劑對收縮的補償主要發生在水化早期，對水泥基材料的中后期收縮補償作用不明顯。

因此，亟待尋找一種膨脹速度適宜，膨脹性能好，降低混凝土的自收縮量的混凝土膨脹劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有的混凝土膨脹劑存在水化速率快、早期膨脹大、膨脹后的收縮落差大的問題，提供了一種混凝土膨脹劑及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種混凝土膨脹劑，其特征在于：按重量份數計，包括以下原料：12～15份硬脂酸鈣、3～5份海泡石、1～3份膨脹珍珠巖、5～10份滌綸短纖維、3～10份氧化鈣、2～4份高爐礦渣、3～5份白云石、3～7份菱鎂礦、2～4份碳酸鈣、3～5份沸石和8～12份改性膨脹石墨。

所述的改性膨脹石墨的改性步驟為：

（1）取環氧樹脂加入反應釜中，升溫至80～100℃，隨后向反應釜中依次加入環氧樹脂質量10～15%正丁醇和環氧樹脂質量1～3%硅烷偶聯劑，攪拌混合30～50min后出料，得改性液；

（2）取膨脹石墨，粉碎后過80～100目篩，得膨脹石墨粉末，按質量比1:8，將膨脹石墨粉末加入改性液中，攪拌混合10～15min后加入膨脹石墨粉末質量3～8%納米氧化鎂，攪拌混合1～2h后放入烘箱中干燥至恒重，即可得到改性膨脹石墨。

所述的硅烷偶聯劑為γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅及N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種或多種。

所述的滌綸短纖維的還可以進行改性，改性方法為：按質量比1:5，將滌綸短纖維加入水中，加熱至50～70℃，浸泡10～12h后過濾，得潤脹后的滌綸短纖維，將潤脹后的滌綸短纖維加入蒸汽爆破機中進行蒸汽爆破處理，得處理后的滌綸短纖維，放入烘箱中，在60～70℃溫度下干燥6～8h，干燥后得改性滌綸短纖維。

所述的一種混凝土膨脹劑的制備方法，其特征在于：具體制備步驟為：

（1）將原料分別烘干后加入球磨機中球磨，球磨至顆粒粒徑為10～30μm，球磨后混合，得混合顆粒；

（2）向混合顆粒中噴灑水，使混合顆粒中的含水量為7～8%，攪拌混合20～30min后加入方形模具中，加壓成型后得方形試塊；

（3）將方形試塊放入烘箱中，在40～60℃溫度下干燥8～10h，將干燥后的方形試塊放入馬弗爐中，升溫至180～250℃，保溫5～7h后冷卻至室溫，并出料，得出料物后粉碎，過400～420目篩，收集，即可得到混凝土膨脹劑。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）本發明的原料中含有硬脂酸鈣、氧化鈣、沸石、菱鎂礦等物質，里面含有的金屬氧化物可與混凝土形成鈣鋁凝膠、鎂鋁凝膠等多種體系凝膠，膨脹性能好；

（2）本發明將高爐礦渣和白云石復配后可以有效的降低混凝土結構的水化熱，加入滌綸短纖維并改性后可改變混凝土的脆性易裂，降低混凝土的自收縮量；

（3）本發明將膨脹珍珠巖和海泡石可以結合白云石分解出來的氧化鈣，調整膨脹劑中氧化鈣的含量，從而控制早期的膨脹，滿足各種各樣的混凝土結構，改性后的膨脹石墨添加后，可以使膨脹劑后期得到持久而穩定的膨脹，使膨脹速度適宜。

具體實施方式