[發明專利]一種堿激發膠凝材料的緩凝劑

在審

• 申請號: 202110325086.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113087431A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 沈衛國;關業程;武苗苗;趙立;吳家樂;劉超;趙德強;張昺榴
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B22/14
• 分類號: C04B22/14;C04B28/00;C04B103/22
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發明涉及一種堿激發膠凝材料緩凝劑。該堿激發膠凝材料緩凝劑，采用廉價硫酸鹽與硫鋁酸鹽組成，可以加入少量助劑，在粉磨過程加入也可在混凝土（砂漿）拌和時加入。本發明用廉價的硫酸鹽和硫鋁酸鹽作為緩凝劑用于礦渣粉煤灰體系中，取代部分礦渣粉煤灰，有效延長了堿激發膠凝材料的初、終凝結時間，避免了堿激發膠凝材料凝結時間過短導致的施工問題以及質量缺陷。

技術領域

本發明屬于膠凝材料領域，具體涉及一種延長堿激發膠凝材料凝結時間的外加劑組成。

背景技術

水泥工業貢獻了人類活動碳排放的8～9％和能源消耗總量的2～3％，低碳水泥是可持續發展的重要課題。堿激發膠凝材料(AAM)是一類利廢節能、高強耐久且有自修復性的低碳水泥；但AAM的速凝、開裂、返鹵、起砂等諸多性能缺陷制約了其發展。因此AAM的研究雖如火如荼，但其工程應用卻仍停留在零星的小規模工業試驗階段。適宜的凝結時間方能保證混凝土運輸、澆筑等工序的順利完成，因此AAM凝結調控是實現其大規模工程應用的關鍵環節。

現有技術中，通常摻入具有一定緩凝效果的無機鹽或有機物質到堿激發膠凝體系中，以期對其進行凝結調控。這些緩凝措施多基于水化產物“保護膜”理論的指導，成本較高且力學性能往往出現劣化；而且緩凝效果還取決于堿激發膠材體系的組成和物理化學性質，由此可見常規的緩凝劑并不能實現AAM凝結過程的穩定調控。此外，這些緩凝劑成本過高，效果的穩定性和可調控性不如人意。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種堿激發膠凝材料的緩凝劑，解決了堿激發膠凝材料速凝的問題，有效延長堿激發膠凝材料的凝結時間。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種堿激發膠凝材料的緩凝劑，由硫酸鹽與硫鋁酸鹽組成，還可以包括少量的助劑；其中，按質量份數來計，硫酸鹽10-50份，硫鋁酸鹽70-10份，助劑0-0.5份。

按上述方案，所述助劑是磷酸鈉、磷酸氫納、磷酸二氫鈉等中的一種或幾種的混合物。

按上述方案，所述硫酸鹽采用磷石膏、脫硫石膏、鹽石膏和天然石膏等富含硫酸鈣的物質中的一種或幾種；或者所述硫酸鹽采用煙氣脫硫產生的硫酸鈉。

按上述方案，所述硫鋁酸鹽采用硫鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥熟料等中的一種或幾種。進一步地，所述硫鋁酸鹽水泥為阿利特-硫鋁酸鹽水泥、貝利特-硫鋁酸鹽水泥等中的一種或兩種。

按上述方案，所述堿激發膠凝材料為礦渣粉煤灰體系；其中礦渣為主要成分，按質量份數來計，礦渣50-100份，粉煤灰0-50份。其中，礦渣可以用鈣硅質材料替代，粉煤灰可以用偏高嶺土等硅鋁質材料替代。

該堿激發膠凝材料為礦渣等鈣硅鋁質和粉煤灰、偏高嶺土等硅鋁質的介穩態礦物摻合料的堿激發膠凝材料，可以采用KOH，NaOH和Na₂SiO₃等作為激發劑，KOH和NaOH主要是為了調整Na₂SiO₃的模數，模數范圍在0.5～1.5均有效，堿激發劑的摻量為膠凝材料總質量的6％(以硅酸鈉計)。

本發明所述的堿激發膠凝材料的緩凝劑的應用方法，在膠凝材料在粉磨過程加入該緩凝劑，或者在混凝土(砂漿)拌和時加入該緩凝劑。其中，所述緩凝劑在堿激發膠凝材料中的摻量為3-15％。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明用廉價的硫酸鹽和硫鋁酸鹽作為緩凝劑用于礦渣粉煤灰體系中，取代部分礦渣粉煤灰，有效延長了堿激發膠凝材料的初、終凝結時間，避免了堿激發膠凝材料凝結時間過短導致的施工問題以及質量缺陷；并且該緩凝劑中不含有Cl^-離子。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明不僅僅局限于下面的實施例。