[發明專利]一種混凝土增強劑

有效

• 申請號: 201910318140.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109896770B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 王海龍;劉勇;肖薊;萬鵬程;紀憲坤;侯維紅
• 申請（專利權）人: 武漢源錦建材科技有限公司
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發明公開一種混凝土增強劑，按重量份數包含：特種熟料10份、工業固體廢棄物20～30份、石膏30份、天然礦物材料30～40份，還包含內養護持續激發劑，所述內養護持續激發劑的含量占所述混凝土增強劑的總重量的5％；其中，所述特種熟料是通過將磷石膏、爐渣、粒化電爐磷渣、石灰石通過粉磨、混合、加水造粒、烘干、煅燒、降溫、急速冷卻粉碎的方法制得；所述工業固體廢料是由鋼渣和粒化電爐磷渣混合而成；所述內養護持續激發劑是將固硫灰充分浸泡于丙烯酰胺溶液中，經負壓吸濾后處理至飽和面干狀態即得；所述天然礦物材料為明礬石粉。上述增強劑能頂替10～15％的水泥用量，降低了成本；優化了抗壓強度、抗滲性等性能，促進多種工業固體廢棄物的重復利用。

技術領域

本發明屬于混凝土制備技術領域，特別是一種混凝土增強劑。

背景技術

混凝土是現代最主要的土木工程材料之一。它是一種由水泥、摻合料、顆粒狀集料(粗/細骨料)、水、以及必要的外加劑，按一定比例配制、攪拌、成型、養護硬化而成的人工石材。其中水泥和摻合料的品質、混凝土的水灰比、集料的質量、養護條件(溫度和濕度)、施工質量等因素都會對混凝土的強度性能產生影響，但歸根結底影響最大的還是來源于膠凝材料的膠結作用。

水泥是建筑材料的最大分支，每年要消耗大量的原、燃料。實踐證明，以大量消耗資源，粗放經營的傳統水泥工業發展模式已經難以適應時代的發展需求，行業迫切需求以資源節約、污染低、質量效率高、科技先導型的可持續發展的生態膠凝材料模式。加之現今水泥行業壟斷地位，水泥價格不斷飆升，緩解混凝土生產制備企業的成本壓力也是迫在眉睫。

據不完全統計，全國預拌混凝土生產企業每年需消耗近30億噸膠凝材料，其中摻合料消耗量占一半左右。現代混凝土生產企業對于礦物摻合料的認知多數停留在追求經濟效益而只固定摻用某一二種礦物摻合料的層次上。混凝土作為一種復雜多相體系，摻和料應用技術遠遠達不到客戶的定向需求。

另一方面，自改革開放以來，中國工業迅猛發展，導致各類工業廢渣排放量劇增。目前，仍有多種工業固體廢棄物未被有效利用，大量堆積在廠區附近，不僅污染、危害生態環境，還浪費資源，占用了大量土地。近年來，經國內外各方學者不懈努力，粉煤灰、礦渣等工業廢渣已成功運用于水泥工業中，在某些地區已供不應求。但爐渣、鋼渣、粒化電爐磷渣、磷石膏等工業廢渣由于活性低、安定性不良、對水泥基材料緩凝等問題，未能在水泥工業中大量使用。因此，積極開展此類工業固體廢棄物的基礎應用研究，能夠極大地拓展其利用領域和范疇，提高資源利用率。

現有技術中，例如授權專利CN105060749B提供的“用隧道窯裝備處理磷石膏制特種硬石膏膠凝材料的方法”中，采用將將按比例稱重的磷石膏、石煤、廢石渣經粉磨篩分、加水制粒后，在1180～1280℃下，煅燒30～50min，淬冷制得硬石膏熟渣。又例如論文《利用高摻量磷渣煅燒優質水泥特種熟料的研究》(陳丹等，硅酸鹽通報，2010，(6))中公開了將按比例稱重的石灰石、砂巖、磷渣、硫酸渣、粉煤灰、煤經過粉磨過篩，加水壓制，先升溫至950℃保溫30min，再依次升溫至1350℃、1400℃、1450℃保溫30min，最后急速冷卻破碎制成水泥特種熟料的方法。這些方法中都采用了煅燒法對原料進行熟化，制成的特種熟料提高了膠凝材料的膠凝性，混凝土的力學性能。但是，這些原料組成和方法對混凝土的替代程度有限，對粒化電爐磷渣、鋼渣、固硫灰、磷石膏等工業固體廢棄物的利用效率有限；混凝土的7d和28d抗壓強度、抗滲性、28d收縮值、坍落度、坍落時間、凝結時間等性能的增強作用有限，不能滿足客戶的定向需求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種混凝土增強劑，通過對磷石膏、爐渣、粒化電爐磷渣、石灰石等原料熟化，然后加入內養護持續激發劑，使制得的增強劑在保證優異的混凝土工作性能的前提下，能夠替代一定量的水泥，增加混凝土強度，提升混凝土體積穩定性、抗滲性等長期性能及耐久性，同時大量使用現有的工業固體廢棄物，變廢為寶。具體通過以下技術實現。