[发明专利]一种防冻裂混凝土膨胀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土膨胀剂领域，尤其涉及一种防冻裂混凝土膨胀剂及其制备方法。

背景技术

混凝土膨胀剂是一种新型混凝土外加剂。通过与混凝土中的水泥、水水化反应来产生体积变大的结晶，从而引起混凝土体积膨胀，产生一定预应力，以助于控制混凝土收缩开裂。膨胀剂主要应用于地下工程具有防水要求的结构部位，用于桥梁、重型设备的基座灌浆压浆，或者水利水电工程、核电、石化及其它水工结构等。近年来，部分厂家因价格、客户需求等因素，降低了膨胀率，生产了不符合国家标准要求的企标微膨胀型产品。甚至有厂家生产完全不具有膨胀率的产品，以“防水剂”或“抗渗剂”的名号投放市场并大肆宣传。一部分工程人员甚至认为“混凝土要达到合格的抗渗要求，就一定要使用防水剂、抗渗剂”。这种说法其实是毫无依据的，抗渗混凝土更应该是由混凝土生产企业通过调整原材料颗粒级配、选择更好的原材料来配制，与掺入混凝土防水剂抗渗剂毫无关系。“防水剂”“抗渗剂”本身就是毫无技术依据的次等产品，而膨胀剂的作用，一向是用于抵抗混凝土自收缩带来的裂缝问题。

中国专利CN2013104416295混凝土抗裂膨胀剂，公开了一种抗裂型混凝土膨胀剂，其具有膨胀能高、性能稳定、碱含量低、掺量低、生产成本低廉、产品性能优良且技术指标符合国家标准规定等优点。此外，该膨胀剂膨胀速率与水泥水化反应速率基本一致，在混凝土固化反应的各个时期膨胀速率适中，混凝土长期性能稳定，能有效的防止混凝土裂纹的出现，是配制抗裂和抗渗混凝土的理想外加剂。

但是上述现有技术存在以下不足：首先，该膨胀剂的抗冻裂性能不佳，因而不用于寒冷地区；此外，该膨胀剂的防水性能不佳，因而在水下施工时不适用。

发明内容

本发明解决的技术问题：为了获得一种防冻性能好，且具有良好抗裂性能的膨胀剂，本发明提供了一种防冻裂混凝土膨胀剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种防冻裂混凝土膨胀剂，主要由以下组份按重量分数配比制成：生石灰13～28份、石膏11～24份、粉煤灰8～17份、二氧化硅8～21份、碳化硅12～23份、聚丙烯8～20份、聚丙烯酰胺4～12份、硫酸铝7～14份、硫酸铝钾3～9份、激化剂2～7份、甲醇5～12份、水20～35份。

作为本发明的一种优选方案，所述防冻裂混凝土膨胀剂主要由以下组份按重量分数配比制成：生石灰23份、石膏19份、粉煤灰14份、二氧化硅18份、碳化硅17份、聚丙烯14份、聚丙烯酰胺9份、硫酸铝11份、硫酸铝钾7份、激化剂5份、甲醇8份、水31份。

一种防冻裂混凝土膨胀剂的制备方法，包含以下步骤：

第1步：将生石灰和石膏机械粉碎至粒径为2cm～4cm，然后与粉煤灰一起投入球磨机中，进一步研磨粉碎，粒径为100～200目；

第2步：将二氧化硅和碳化硅加入球磨机中，研磨粉碎至粒径为200～350目，再投入高温反应釜中，在560℃～780℃条件下高温煅烧8～12分钟；

第3步：将水与甲醇按体积比1.5～3:0.9混合，并将硫酸铝和硫酸铝钾加入其中，磁力搅拌，边搅拌边向其中加入激化剂，至完全溶解；

第4步：将聚丙烯和聚丙烯酰胺至于高压反应釜中，在865℃～970℃、2.9MPa～4.7MPa条件下熔融，至完全熔融后向其中滴加第3步获得的溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后350℃保温4min～8min；

第5步：在950℃～1000℃条件下烘干第4步获得的混合物，加入球磨机中研磨粉碎至粒径为200～300目；

第6步：将第1步、第2步和第5步获得的粉末混合均匀即可获得防冻裂混凝土膨胀剂。

作为本发明的一种优选技术方案，第1步中将生石灰和石膏机械粉碎至粒径为3cm，然后与粉煤灰一起投入球磨机中，进一步研磨粉碎，粒径为150目。

作为本发明的一种优选技术方案，第2步中将二氧化硅和碳化硅加入球磨机中，研磨粉碎至粒径为300目，再投入高温反应釜中，在730℃条件下高温煅烧9分钟。

作为本发明的一种优选技术方案，第3步中将水与甲醇按体积比2.3:0.9混合，并将硫酸铝和硫酸铝钾加入其中，磁力搅拌，边搅拌边向其中加入激化剂，至完全溶解。

作为本发明的一种优选技术方案，第4步中将聚丙烯和聚丙烯酰胺至于高压反应釜中，在915℃、4.1MPa条件下熔融，至完全熔融后向其中滴加第3步获得的溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后350℃保温6min。