[發明專利]混凝土微膨脹增強劑及其制備方法、混凝土及其應用

在審

• 申請號: 202011535231.4
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112592088A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 丁亞新
• 申請（專利權）人: 新疆榮高鴻俊新材料技術有限公司
• 主分類號: C04B22/14
• 分類號: C04B22/14;C04B28/06;E01D1/00;E01D101/24
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;唐路陽

本發明提出了一種混凝土微膨脹增強劑及其制備方法、混凝土及其應用，基于所述混凝土微膨脹增強劑的質量計，所述增強劑中包括如下質量百分含量的原料：快硬硫鋁酸鹽水泥59.5％?89.7％，硬石膏10％?40％和納米水化硅酸鈣晶須0.3％?0.5％。本發明的混凝土微膨脹增強劑，以高溫煅燒礦物和天然礦物為主要成分，復合硅酸鹽水泥礦物活化功能組分、水化促進組分而成，是一種可以優化水泥水化的混凝土性能增強材料。通過提高水泥水化程度、調節水泥水化產物比例、改善水泥水化產物結晶構型、促進摻合料再分散和水化，起到減縮、密實、增強、抗裂、防水等作用，能有效提高混凝土的密實度、早期和后期強度，明顯改善混凝土的耐久性。

技術領域

本發明涉及一種混凝土微膨脹增強劑及其制備方法、混凝土及其應用。

背景技術

混凝土材料由普通水泥、礦物摻合料、砂、石、外加劑、水，共六大部分構成。普通水泥水化后生成的硅酸鹽礦物起到強度骨架的作用，所以水泥用量的比例的大小與混凝土抗壓強度的高低以及耐久性能具有緊密的關系。但是，在實際應用過程中，隨著混凝土中水泥比例的增大，混凝土出現了一系列問題。在道路混凝土、大壩混凝土、海工混凝土、隧道混凝土等大體積混凝土中，在建筑結構、橋梁結構、特殊造型結構等高標號混凝土中，都出現了各種不同程度的裂縫、缺陷、甚至工程質量的問題，嚴重影響了實際工程的使用效果，存在安全隱患，有的甚至在實際應用時出現重大事故，給國家和人民造成了難以估量的損失。

目前的技術手段分為以下四類：(1)加入具有活性的礦物摻和料(粉煤灰、礦粉、火山灰等)代替部分水泥可以降低部分水化放熱，但是收縮變形增大、早期強度降低明顯；而且當礦物摻合料過量時，抗壓強度增長緩慢，有的甚至出28d標號不足的現象，不能從根本上解決上述問題；(2)加入過量緩凝劑可以延緩水泥水化速度，推遲水化放熱高峰，但并不能降低放熱總量；同時，影響了混凝土的早期強度和后期強度；(3)加入過量減水劑可以降低水灰比，進而降低水泥用量，保證后期混凝土標號。但是，由于水灰比的降低，混凝土的放熱更加集中；同時，混凝土粘度增加，工作性能變差，不利于施工現場實際操作；(4)加入膨脹劑補償收縮可以在一定程度上減少收縮變形，但不能降低水化放熱，甚至會大幅度提高水化放熱，令其更加集中，產生溫度裂縫。上述四種技術都存在不同程度上的缺點，不能從根本上解決問題。

因此，亟待提出一種水泥的替代產品，避免因為隨著混凝土中水泥比例的增大，混凝土內部放熱集中，混凝土中心溫度與表面溫差增大，產生溫度裂縫的問題，同時避免隨著混凝土中水泥比例的增大，混凝土收縮變形增大，容易產生收縮裂縫的問題。

發明內容

基于現有技術中的上述技術問題，本發明提出了一種混凝土微膨脹增強劑，通過在微觀狀態下使分子鍵得到充分活化，可以與混凝土的水泥原料反應，以大幅度增加混凝土的強度，提高其膨脹功能，減少水泥用量的效果。

第一方面，本發明提出了一種混凝土微膨脹增強劑，基于所述混凝土微膨脹增強劑的質量計，包括如下質量百分含量的原料：快硬硫鋁酸鹽水泥60％-90％，硬石膏10％-40％和納米水化硅酸鈣晶須0.3％-0.5％。

納米水化硅酸鈣晶須(C-S-H)能降低水泥的水化熱總量和成核勢壘，并使其水化放熱峰提前，提高了早期強度；納米水化硅酸鈣晶須在水泥水化反應過程中主要起晶種作用；在一定納米水化硅酸鈣晶須摻量內，水泥水化過程符合結晶成核與晶體生長因而結構更加密實，后期強度持續增長。微觀結構的晶膠比中，晶體比例占有量越大，尺寸變形越穩定，膠體起到了有效填充作用。

本發明的混凝土微膨脹增強劑，以高溫煅燒礦物和天然礦物為主要成分，復合硅酸鹽水泥礦物活化功能組分、水化促進組分而成，是一種可以優化水泥水化的混凝土性能增強材料。通過提高水泥水化程度、調節水泥水化產物比例、改善水泥水化產物結晶構型、促進摻合料再分散和水化，起到減縮、密實、增強、抗裂、防水等作用，能有效提高混凝土的密實度、早期和后期強度，明顯改善混凝土的耐久性。