[发明专利]高性能混凝土膨胀剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于补偿收缩混凝土和耐久性高性能混凝土专用的混凝土外加剂，具体涉及混凝土膨胀剂。

技术背景

普通混凝土由于干缩和冷缩等原因，往往导致开裂和劣化。人们希望有这样一种水泥，它在凝结硬化时能产生一定量的膨胀，以抵消其收缩，从而消除因混凝土收缩而引起的各种弊端。从另一种角度，人们探索能否用水泥水化所产生的膨胀来张拉钢筋，以达到机械预应力的目的。经过多年的努力，膨胀混凝土已成为独立的学科。由此，混凝土膨胀剂应运而生。

我国膨胀剂研发约有30年的历史，膨胀剂发展之初，多用于薄壁结构，混凝土配合比中矿物掺合料不多，在加强养护的条件下，膨胀的发展与强度的增长基本同步，能够在混凝土结构中建立足够的预应力，抵抗后期收缩，从而有效控制开裂。随着我国商品混凝土和高性能混凝土的发展，混凝土的组份也在发生变化，现代混凝土大量是商品混凝土和泵送混凝土，泵送混凝土使用了大掺量的矿物掺合料、缓凝高效减水剂等，膨胀剂与水泥、矿物掺合料、缓凝高效减水剂要有良好的相容性，膨胀剂的膨胀速率和强度要相互匹配，对膨胀剂的功能提出了更高的要求，要开发出新的ZY(即高性能混凝土膨胀剂)，以适应工程的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减少混凝土的收缩尤其是塑性收缩，有效地减免混凝土结构物因早期收缩、干缩和冷缩产生有害裂缝，达到良好的抗裂防渗效果，以解决钢筋混凝土超长结构无缝施工难题的高性能混凝土膨胀剂及其生产方法。

本发明高性能混凝土膨胀剂的组份，是选用回转窑高温煅烧制得的铝酸盐膨胀熟料、除铝酸膨胀熟料之外的其它铝质熟料、硬石膏、脱硫石膏及聚醇醚按一定比例配比后经特殊工艺粉磨而成。

本发明高性能混凝土膨胀剂配方如下：

组分          含量(重量％)

硬石膏        25-45

脱硫石膏      15-30

铝酸盐熟料    20-35

其它铝质熟料    5-15

聚醇醚          0-5。

其中铝酸盐熟料和其它铝质熟料为膨胀熟料，是构成膨胀性水化产物钙矾石的必要组分，起补偿收缩和抗裂防渗作用，铝酸盐熟料优选为铝酸钙熟料，熟料中Al₂O₃≥50％，其它铝质熟料优选为矾泥，Al₂O₃≥40％；聚醇醚为减缩组分，减缩组分通过调节溶液表面张力等物理手段，减少混凝土的收缩尤其是塑性收缩。

在上述材料中，硬石膏符合GB/T5483-1996标准，SO₃≥50％，脱硫石膏SO₃≥45％。硬石膏和脱硫石膏在膨胀剂中是构成膨胀性水化产物钙矾石的必要组分，起补偿收缩和抗裂防渗作用。

本发明多种材料的复合通过化学反应和物理作用，能有效地减免混凝土结构物因早期收缩、干缩和冷缩产生有害裂缝，达到良好的补偿收缩效果。

本发明高性能混凝土膨胀剂生产方法是：该剂是用回转窑高温煅烧制得的铝酸盐膨胀熟料，其它铝质熟料，硬石膏，脱硫石膏及减缩组份按一定比例组成，将块状的铝酸盐熟料先进入立磨粉磨至一定的比表面积，然后与硬石膏、脱硫石膏、其它铝质熟料一同进入球磨机粉磨至一定的比表面积，在球磨粉磨过程中，将减缩组份经专用的设备雾化后喷入球磨机内，使各种组分均匀混合，制成产品。

本发明对传统的单磨粉磨的生产工艺进行改进，通过充分利用不同矿物材料的易磨性差异，进行配方和工艺参数控制，实现颗粒的合理级配，采用立磨加球磨混合粉磨的生产工艺，以达到配方设计要求和产品质量上的最优化。

本发明高性能混凝土膨胀剂要达到的主要技术指标：

表1-1混凝土膨胀剂的技术要求(JC476-2001)

表1-2本发明产品性能指标

注：1.检验采用基准水泥

2.高性能混凝土膨胀剂的掺量为8％。

3.化学成分和物理性能按JC476-2001进行。

本发明高性能混凝土膨胀剂与混凝土膨胀剂相比，在化学成份和物理性能上都优于JC476-2001的技术指标。

综合本发明，有下述优点：