[發明專利]一種用于水泥中不同礦物水化速率調控材料的制備方法

有效

• 申請號: 201811137240.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109293273B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 張浩;李磊;王文彬;田倩;劉加平
• 申請（專利權）人: 鎮江蘇博特新材料有限公司;江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C08F251/00;C08F222/38;C08F222/14;C08B30/12
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 李寰

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，特別涉及一種用于水泥中不同礦物水化速率調控材料及其制備方法，用于延緩水泥中鋁相水化產生自生膨脹，為堿性環境可降解高分子聚合物交聯改性的淀粉基材料，在氧化還原劑存在的條件下，由改性淀粉基材料和交聯劑通過交聯反應制得；其中，所述交聯劑的質量為改性淀粉質量的2?4%，所述氧化還原劑的質量為改性淀粉的1?3%，本發明所述的用于延緩水泥中鋁相水化產生自生膨脹的外加劑可以可以使水泥中的鋁相的水化反應明顯減少，進而延緩了硫鋁酸鈣的生成，硫鋁酸鈣的延遲生成導致了水泥體系產生了自生體積的膨脹進而減少混凝土的自生體積收縮，可用于混凝土結構的抗裂防滲，可大幅度提升混凝土耐久性能。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，特別涉及一種用于水泥中不同礦物水化速率調控材料的制備方法。

背景技術

水泥混凝土是世界上應用最為廣泛的的建筑材料，但在實際工程中澆筑結束后常常出現由于水泥混凝土自生收縮引發的開裂。由于混凝土的服役環境復雜，外在的荷載作用和侵蝕離子的作用導致混凝土性能退化，從而嚴重影響了混凝土的力學和耐久性能進而縮短了工程結構的服役壽命。為了解決混凝土的收縮開裂問題，研究人員發明了膨脹水泥和水泥混凝土膨脹劑。自上世紀30年代以來法國發明膨脹水泥和日本從膨脹水泥中提取出可外摻的膨脹劑以來， 膨脹水泥和膨脹劑廣泛應用于地下防水工程，超長結構和各類大體積混凝土中。

目前專利文獻報道的膨脹水泥多用于特殊的工程中，中國專利CN102587381A，CN107166775A和CN101565989分別公開的膨脹水泥發明用于澆筑大壩，制備承壓內膽和連接FRP筋，在特殊工程或者作為特種材料應用于工程需要專門進行燒制，提高了工程成本并限制了使用范圍。膨脹劑已經發展混凝土行業中用量最大的外加劑之一，氧化鎂類膨脹劑其膨脹過程較難控制在硬化后膨脹會產生一定的開裂風險，CN106587693A 公開了一種膨脹過程可控制的專用輕燒氧化鎂，氧化鈣類的膨脹劑的水化速率非常快，膨脹能基本消耗在混凝土塑形階段，中國專利CN103130437A公開了一種利用石膏和氧化鈣熔融煅燒形成的石膏包裹的氧化鈣膨脹熟料，CN104671698A 則利用聚乙烯醇對氧化鈣類膨脹熟料進行表面包裹延緩氧化鈣的水化速率。中國專利CN103496867A，CN1418840 等則公布了關于硫鋁酸鈣膨脹劑的相關制備方法，但是外摻的硫鋁酸鈣水化速率非常快，其成本也較高。

水泥在水化過程中會產生氫氧化鈣和硫鋁酸鈣相，但是其生成速率較快常常在非常早期會產生一定的微膨脹，利用外加劑延緩水泥中鋁相的反應進而延緩硫鋁酸鈣相和氫氧化鈣相的生成將會使水泥自生產生微膨脹，這種外加劑將可以有效解決膨脹水泥的成本高，鈣類反應較快和鎂類反應不可控制的問題。

發明內容

針對目前使用的使混凝土產生膨脹而減少收縮的方法的缺陷，本發明公開了一種用于水泥中不同礦物水化速率調控材料及其制備方法。

申請人經大量研究測試發現，淀粉基材料在堿性環境中溶解出的大分子含有大量羥基，該羥基可以有效地吸附在水泥顆粒的表面從而減緩水泥中鋁相的溶解。利用酸解淀粉的產物并通過交聯反應可控制酸解淀粉在強堿環境下的溶解速率，進而可以減緩羥基在水泥顆粒表面的吸附速率調控鋁相的溶出速率。

一種用于水泥中不同礦物水化速率調控材料，該調控材料用于延緩水泥中鋁相水化產生自生膨脹，為堿性環境可降解高分子聚合物交聯改性的淀粉基材料，在氧化還原劑存在的條件下，由改性淀粉基材料和交聯劑通過交聯反應制得；其中，所述交聯劑的質量為改性淀粉質量的2-4%，所述氧化還原劑的質量為改性淀粉的1-3%。

一種用于水泥中不同礦物水化速率調控材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：