[發(fā)明專利]一種基于晶膠比調(diào)控的預(yù)制構(gòu)件用膠凝材料制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113060949B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭明章;趙衛(wèi)麗;陳智豐;楊寒冰;任偉峰;王劍鋒;崔素萍;王亞麗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B7/04
• 分類號: C04B7/04;C04B7/38;C04B7/48
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于晶膠比調(diào)控的預(yù)制構(gòu)件用膠凝材料制備方法與應(yīng)用屬于建筑材料領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種具有補(bǔ)償收縮、體積穩(wěn)定性能的新型復(fù)合膠凝材料，該膠凝材料由硅酸鹽水泥熟料、無水硫鋁酸鈣、煅燒石膏組成，滿足免蒸養(yǎng)條件下預(yù)制構(gòu)件體積穩(wěn)定性發(fā)展。本發(fā)明的膠凝材料通過硅酸鹽水泥熟料、無水硫鋁酸鈣、煅燒石膏相互協(xié)同水化反應(yīng)，生成適當(dāng)比例的鈣礬石和C?S?H凝膠，兩者的相互匹配使水泥更有效控制收縮與膨脹，使水化產(chǎn)物體積具有更穩(wěn)定的性能。本發(fā)明的復(fù)合膠凝材料具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度、膨脹性能等。本發(fā)明安全環(huán)保，操作簡單，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型復(fù)合膠凝材料，是以硅酸鹽水泥熟料-無水硫鋁酸鈣-煅燒石膏三元體系為主，具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性能的膠凝材料，屬于建筑材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

預(yù)制構(gòu)件作為裝配式建筑的載體，在市政橋梁、地鐵管片、管樁、裝配式民用建筑等各項(xiàng)工程中得到廣泛的應(yīng)用。其體積穩(wěn)定性、宏觀力學(xué)耐久性能的均一化是其廣泛應(yīng)用的主要技術(shù)優(yōu)勢之一。

對于預(yù)制構(gòu)件來說，為了促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的快速發(fā)展，加快拆模速率，多采用蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)的方式。

其不足在于蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)會產(chǎn)生體積膨脹、降溫過快造成收縮應(yīng)力，導(dǎo)致開裂、資源浪費(fèi)能耗大、環(huán)境的污染等問題。

目前解決水泥膨脹收縮的問題，采用較多的是在混凝土中加入膨脹劑、減縮劑。不足之處在于膨脹劑需要注意加強(qiáng)早期濕度養(yǎng)護(hù)，膨脹量不易控制，易導(dǎo)致二次鈣礬石的形成，給體積穩(wěn)定性帶來了風(fēng)險(xiǎn)因素；減縮劑容易使混凝土早期強(qiáng)度降低，同時(shí)比較昂貴，這大大限制了它在項(xiàng)目工程中的應(yīng)用。

和煅燒石膏在硅酸鹽水泥中能與相應(yīng)礦物組成發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鈣礬石，鈣礬石產(chǎn)生的體積膨脹在一定范圍內(nèi)可促進(jìn)水泥基材料的強(qiáng)度發(fā)展和補(bǔ)償水泥干燥收縮，因此可以以硅酸鹽水泥熟料—無水流鋁酸鈣—煅燒石膏為原料，開發(fā)一種具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性能的復(fù)合膠凝材料，滿足預(yù)制構(gòu)件體積穩(wěn)定性的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決硅酸鹽水泥體積不穩(wěn)定性問題，提供了一種具有補(bǔ)償收縮、體積穩(wěn)定性能的三元體系的復(fù)合膠凝材料，滿足預(yù)制構(gòu)件早期強(qiáng)度高、體積穩(wěn)定的要求。

所述的一種具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度，體積穩(wěn)定性能的膠凝材料的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、燒制無水硫鋁酸鈣：將Al₂O₃、CaCO₃、三種原料以摩爾比為3:3:1稱量后在混料機(jī)中混和均勻，然后稱取120g混合均勻的原料，加入5ml蒸餾水，放到模具內(nèi)壓制成帶波紋的圓餅，隨后在105℃干燥箱內(nèi)烘干12h，并在1350℃溫度下進(jìn)行煅燒，煅燒時(shí)間為4h，取出后鼓風(fēng)急冷，1min內(nèi)冷卻到室溫，最后粉粹研磨過200目篩，得到無水硫鋁酸鈣粉末；

步驟二、燒制高溫煅燒石膏：將硬石膏放置于高溫爐，在450℃下煅燒2h。

步驟三、按照預(yù)定的配比稱量硅酸鹽水泥熟料、無水硫鋁酸鈣、高溫煅燒石膏，并混合均勻。

為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種補(bǔ)償收縮、體積穩(wěn)定的新型復(fù)合膠凝材料，主要由以下重量分?jǐn)?shù)組成：硅酸鹽水泥熟料90％，無水硫鋁酸鈣2.90％-3.59％，煅燒石膏6.41％-7.10％，

更優(yōu)選的，所述硅酸鹽水泥熟料90％，無水硫鋁酸鈣2.90％，煅燒石膏7.10％，無水硫鋁酸鈣與煅燒石膏之和為10％。

優(yōu)選的，所述石膏為450℃高溫煅燒無水石膏。

養(yǎng)護(hù)環(huán)境均為20±2℃的清水。

拆模時(shí)間，凈漿試件為8h后拆模，砂漿試件的脫模時(shí)間以規(guī)定配比試塊的抗壓強(qiáng)度達(dá)到(10±2)MPa時(shí)拆模。