[发明专利]一种水泥快硬添加剂及其应用

说明书

本发明涉及一种水泥快硬添加剂，主要解决现有快硬水泥材料通用性不够的技术问题；其组分包括快硬水泥60～80wt％，早强组分10～30wt％，激发剂5～8wt％，缓凝组分2～5wt％；组分中的所述激发剂，由适当比例的硅酸钠、氢氧化钙和少量蒸馏水通过2000～4500r/min高速剪切制得，制备过程简单、方便、快捷。本水泥快硬添加剂在水泥胶凝材料中掺量为10～30％，可以使水泥基材在几小时内快速硬化，5h抗压强度即可达到20MPa，后期强度良好；更适于抢修抢险、冬季施工、水泥基材快速脱模。

技术领域

本发明涉及水泥快硬添加剂领域，特别是涉及了水泥快硬添加剂配方及其应用，属于建材水泥混凝土用快硬、早强材料技术。

背景技术

国际上，研究快硬混凝土的历史可追溯到上世纪70年代，传统的快硬混凝土是采用快硬水泥配制的，但在日本将快硬剂以外加剂的形式应用普通硅酸盐水泥来配制快硬混凝土、砂浆等。而对于快硬剂的研究与应用，日本也比较先进。日本采用的快硬剂和快硬水泥的作用原理是相同的，均是利用快硬熟料中有效成分(C₃A、C₁₂A₇、C₄A₃S等)快速溶解，在几分钟内使Al₂O₃、Ca(OH)₂浓度就达最大值。由于液相中Al₂O₃浓度大，且Ca(OH)₂浓度也较高，因此液相中很快生成C₂AH₈、钙矾石等，这些水化产物相互搭接形成网状结构，从而很快凝结，产生强度。不同的是，日本快硬剂是采用高纯度生料、严格配比和特殊的烧制工艺来烧制单一熟料物相，从而降低快硬剂的掺量。

现有技术中，专利号201210150392.0的发明专利“一种超早强混凝土材料的制备方法”，采用硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，通过掺入早强组分使得制备的混凝土6h的抗压强度达到30MPa，但硫铝酸盐水泥用量过大。专利CN103467040A公布的超早强混凝土的制备方法中，虽然是以普通硅酸盐水泥为基础胶凝材料，但由于使用了氢氧化钠作为激发剂，引入了大量的Na+，干缩大，容易引起碱集料反应，存在安全隐患。专利CN104710128A公布了一种硅酸盐水泥混凝土的超早强剂，是由早强剂、速凝剂和减水剂复配而成，无氯、无碱，在冬季低温环境下水泥混凝土16h抗压强度达到20MPa以上，但在修补过程中不能满足快速通车的要求。专利号201711474825.7的发明专利“一种CSH凝胶型早强剂及其提纯再分散制备方法”，这种早强剂采用硅酸钠、硝酸钙和氢氧化钙的溶液按照一定顺序混合、搅拌、压滤，制成液态的凝胶状早强剂。制备方法复杂，生产成本高。

本发明所涉及的水泥快硬添加剂作用机理，是采用激发剂激发水泥快硬添加剂中的快硬水泥水化，再通过快硬水泥的水化反应激发普通硅酸盐水泥的水化反应，最终使混凝土快速产生较高的强度，且后期强度良好。本产品性能稳定，成本低廉，可适用于抢修抢险，冬季施工，水泥基材快速脱模等领域。

发明内容

本发明目的是针对现有制备快硬混凝土技术的不足，提供一种应用于普通硅酸盐水泥胶凝体系的快硬添加剂，可使混凝土快硬硬化，具有对快硬水泥的需求量小、性能稳定、成本低廉等特点。可适用于抢修抢险，冬季施工，水泥基材快速脱模等领域，具体通过以下技术实现。

一种水泥快硬添加剂，包括快硬水泥60～80wt％，早强组分10～30wt％，激发剂5～8wt％，缓凝组分2～5wt％；

其中，所述激发剂由硅酸钠和氢氧化钙通过高速剪切制得，制备方法包括：

S1、按钙、硅的质量比0.8～1.5:1称取硅酸钠和氢氧化钙粉末，以2000～4500r/min高速剪切混合3～5min，得混合料；

S2、按蒸馏水和步骤S1制得的混合料的质量比0.01～0.05:1，加入蒸馏水，以2000～4500r/min高速剪切20～30min；