[发明专利]一种混凝土外加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊混凝土外加剂制备技术，尤其是涉及一种混凝土外加剂及其制备方法。

背景技术

伴随着有色金属矿产资源的开发中，充填法采矿石一种重要的采矿技术手段。传统的充填采矿技术所用充填混泥土的原料以自然界的一次原料为主(如水泥、砾石、河沙和清洁水)。自从20世纪90年代确立了可持续发展战略以来，发达的工业化国家相继把循环经济看作是实现可持续发展的重要途径。充分矿山生产自身产生的废物，如采矿废石、采矿废水、选矿尾砂、以及冶炼、发电产生的矿渣、粉煤灰等做为充填用混凝土的材料进行资源化利用，不但可以降低生产成本，而且可以减少矿山废弃物大量堆放在地表环境中造成的环境污染，特别是一些对环境危害较大的金属矿山，具有重要的意义。因此，在保证采矿产量及安全的前提下，研究一种就地消耗上述矿山废弃物的充填工艺，实现对废石、粉煤灰、水淬渣、尾砂和废弃物的再利用已成为共识。

然而，利用生产废物生产的新型混凝土由于材料的限制，往往会不能满足充填法采矿生产的技术要求，所以研发新型混凝土和对混凝土改性用的外加就成为制约该技术应用的重要瓶颈。现有外加剂由于只针对普通建筑用混凝土，性能不能满足这种装用混凝土的要求，或者由于成本太高不适合矿山生产的大量使用，本专利针对这种需求研发专用外加剂，对于实现利用废石、粉煤灰、水淬渣、尾砂等资源化利用，改善矿山生产充填用废石混凝土的性质，优化工业生产工艺具有重要的意义。

通过使用本发明的外加剂，在不改变浆体的流动性的前提下，将少充填用水量15-25％，混凝土早起强度增加15-40％。同时，专用混凝土满足回填用的废石混泥土完全满足行业规定的指标要求：废石混凝土的坍落度≥22cm；满足采场流动性能的要求和远距离可泵性能的要求；满足强度要求，即R3≥1.5Mpa，R7≥2.5Mpa，R28≥5.0Mpa。本发明可以作为改善充填工艺的重要技术手段，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种减少用水量、工艺简单、节约生产成本、具有较好环境效应的混凝土外加剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种混凝土外加剂，其特征在于，该外加剂包括以下组分及重量份含量：

甲基丙烯酸                  3-6；

聚乙二醇单醚丙烯酸酯单体    12-25；

烯丙基磺酸钠                1-2；

聚醚丙烯酸酯单体            0.5-1；

硫酸亚铁                    5-25；

工业盐                      4-20；

粉煤灰                      1-5；

碳酸钙粉                    8-15。

所述的碳酸钙粉的粒径为325-425目。

所述的混凝土外加剂使用时的加入量为混凝土重量的1-3％。

一种混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量准备物料：

甲基丙烯酸                  3-6、

聚乙二醇单醚丙烯酸酯单体    12-25、

烯丙基磺酸钠                1-2、

聚醚丙烯酸酯单体            0.5-1、

硫酸亚铁                    5-25、

工业盐                      4-20、

粉煤灰                      1-5、

碳酸钙粉            8-15，

(2)将甲基丙烯酸、聚乙二醇单醚丙烯酸酯单体、烯丙基磺酸钠及聚醚丙烯酸酯单体置于反应器中进行共聚合反应，控制反应温度为55-90℃，反应时间为0.5-3h，得到共聚物；

(3)控制反应温度为15-30℃，将硫酸亚铁及工业盐混合搅拌1-2min，然后向其中加入粉煤灰及碳酸钙粉，继续搅拌5-8min，得到混合物；

(4)将共聚物及混合物在室温下，混合搅拌5-8min，即得到混凝土外加剂。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)使用本发明的外加剂，在不改变浆体的流动性的前提下，将少充填用水量15-25％，混凝土早起强度增加15-40％；