[发明专利]一种磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂及其制备方法，具体为一种调节新拌磷矿渣基混凝土掺合料工作性能和硬化钢渣基混凝土掺合料强度的复合外加剂。

背景技术

目前常用的混凝土掺合料为水泥、粉煤灰以及矿粉组成的。粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末。其中低钙粉煤灰是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。目前矿物资源限制开发，使粉煤灰以及矿粉资源面临着越来越缺乏的状态。

磷矿渣是电炉法生产黄磷时产生的一种工业废渣，每生产1t黄磷要排放8～10t的磷矿渣。磷矿渣以硅酸钙为主，具有一定活性的酸性矿渣，经淬冷成粒。经调研，对磷矿渣与粉煤灰以及矿粉从原材料价格、加工成本等方面进行经济比较，掺磷矿渣的总费用只相当于掺粉煤灰费用的50％左右，相对于矿粉价格则更低，因此，在经济方面，掺磷矿渣要优于掺粉煤灰以及矿粉。利用磷矿渣不但有利于缓解目前水电工程中粉煤灰资源较紧张的矛盾，而且将磷矿渣变废为宝，保护环境。

磷矿渣主要为玻璃体结构，其化学成分与矿渣相似，因此，磷矿渣具有一潜在水硬活性，但磷矿渣中Al₂O₃的含量低于矿渣，显然使得磷矿渣的早期活性不及矿渣；此外，磷矿渣中MgO的含量低，使其玻璃体中有序化程度高于矿渣，因而影响其活性，致使掺加了磷矿渣的混凝土早期强度偏低。因此，为了充分发挥磷矿渣的潜在活性，提高其利用率，必须采用其它方法激发它的活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂及其制备方法，通过聚酯类聚羧酸类高效减水剂、增强剂、增稠剂的复合，在高磷矿渣掺量下，保证磷矿渣基混凝土掺合料的工作性能和各龄期强度满足要求，提高磷矿渣在混凝土行业的最大化利用。

本发明的技术方案是：

一种磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂，其特征是，由以下重量百分比的原料制成：

聚酯类聚羧酸高效减水剂71～90％，增强剂3～10％，增稠剂1-5％，水5-20％，以上各组分的重量百分比之和为100％；

所述增强剂为N-(2-羟乙基)乙二胺、1,2-二氨基-2-甲基丙烷、N,N,N′,N′-四(2-羟丙基)乙二胺、四羟乙基乙二胺、NaOH中的三种或四种；

所述增稠剂为聚氧乙烯醚和聚丙烯酸的任意一种。

优选的，所述聚酯类聚羧酸高效减水剂的固含量为30—50％。

优选的，所述聚酯类聚羧酸高效减水剂的固含量为40％。

优选的，所述增强剂为N-(2-羟乙基)乙二胺、1,2-二氨基-2-甲基丙烷、N,N,N′,N′-四(2-羟丙基)乙二胺，以上三者的重量比4：3：3或5：3：2或6：3：1。

优选的，所述增强剂为1,2-二氨基-2-甲基丙烷、N-(2-羟乙基)乙二胺、四羟乙基乙二胺，以上三者的重量比为7：2：1或3：3：4。

优选的，所述增强剂为1,2-二氨基-2-甲基丙烷、N-(2-羟乙基)乙二胺、四羟乙基乙二胺，以上三者的重量比为4：3：2。

优选的，所述增稠剂为聚氧乙烯醚。

本发明还提供了一种磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂，其特征是，包括以下步骤：

1)根据上述的重量百分比称取原料；

2)功能调节剂的配制：将步骤1)中称取的增稠剂、增强剂和水混合，加入氢氧化钠调节pH至8-10，搅拌10～15min，然后掺入聚酯类高效减水剂，再次加入氢氧化钠调节pH值至8～10，混合均匀即得。

本发明还提供了一种磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂的应用，其特征是，所述功能调节剂的掺入量为混凝土胶凝材料的0.2～4％。

本发明的有益效果是：

1、本发明用于磷矿渣基混凝土掺合料功能调节剂，该功能调节剂不但对胶凝材料具有良好的分散能力，而且能够提高胶凝材料的活性，保证混凝土各龄期的强度和工作性能。

2、本发明的功能调节剂生产工艺简单，成本低，具有良好的性价比；磷矿渣替代粉煤灰和矿粉，对磷矿渣与粉煤灰以及矿粉从原材料价格、加工成本等方面进行经济比较，掺磷矿渣的总费用只相当于掺粉煤灰费用的50％左右。

3、本发明的功能调节剂利用磷矿渣不但有利于缓解目前水电工程中粉煤灰资源较紧张的矛盾，而且将磷矿渣变废为宝，保护环境。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施案例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施案例。

对比例1