[发明专利]一种钙镁复合膨胀剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种钙镁复合膨胀剂及其制备方法，所述钙镁复合膨胀剂以白云石为主要原料，以晶种和氢氧化铝为辅助原料，按重量份数由白云石85‑90份，晶种3‑5份，氢氧化铝6‑10份原料制得的生料粉在1000℃‑1050℃温度下煅烧制备得到。本发明实现了钙质膨胀组分和镁质膨胀组分膨胀速率的协调统一，优化了白云石直接煅烧生产钙镁复合膨胀剂的膨胀历程，降低了钙镁复合膨胀剂的生产成本，提高了钙镁复合膨胀剂的市场竞争力，具有显著的社会经济效益。

技术领域

本发明属于建筑材料混凝土外加剂技术领域，特别是涉及一种利用白云石生产钙镁复合膨胀剂的制备方法。

背景技术

补偿收缩混凝土是结构自防水的理想材料，膨胀剂是配制补偿收缩混凝土的必需组分。我国目前市场上流通广泛的膨胀剂当属硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂以及硫铝酸钙氧化钙复合膨胀剂。这些膨胀剂在普通混凝土工程中的应用中具有很多优点，能有效补偿混凝土的早期自干燥收缩和干燥收缩，但在水化温升高、温控措施少、水胶比低的超长超厚结构混凝土的应用效果较差。

超长超厚结构混凝土既存在明显的自收缩和干燥收缩，也有较大的温度收缩，浇筑后的3-4d内混凝土温度达到峰值，其后混凝土温度下降并趋于环境温度。

硫铝酸钙膨胀剂水化需水量大，难以补偿低水胶比的超长超厚结构混凝土收缩；氧化钙膨胀剂膨胀速度快，只能补偿低水胶比超长超厚结构混凝土的早期自收缩和干燥收缩，无法有效补偿结构混凝土的温度收缩和后期干燥收缩；氧化镁膨胀剂具有延迟膨胀特性，主要用于补偿水工大体积混凝土的温降收缩，对混凝土早期自收缩和干燥收缩的补偿作用有限。因此，开发用于补偿低水胶比超长超厚结构混凝土专用膨胀剂十分必要。钙镁复合膨胀剂兼具氧化钙早期膨胀特性和氧化镁延迟膨胀特性，成为目前研究的热点。

公开号CN1202038C的中国专利文献公开了一种氧化镁复合膨胀剂的生产方法，以白云岩为原料，在1100℃-1300℃温度煅烧60-120分钟制备得到的氧化镁和氧化钙的混合物。这种氧化镁复合膨胀剂是在同一窑炉相同温度下煅烧生产出来的，这种方法所生产的MgO水化活性偏低，膨胀速度发展太慢，所生产的CaO水化活性偏高，膨胀速度太快，这两种CaO和MgO复合使用起不到膨胀历程调控的目的，对低水胶比超长超厚结构混凝土的收缩补偿效果较弱。

公开号CN102092976A的中国专利文献公开了一种生态大体积混凝土膨胀剂及制备方法，将菱镁矿尾矿和白云石尾矿混合均匀配成生料，在850℃-1200℃高温下煅烧60-120min、保温60-90min后空气中冷却，过筛后得到MgO和CaO组成的生态大体积混凝土膨胀剂。这种方法生产的膨胀剂，煅烧温度偏低时，CaO以生石灰的形态存在，水化速度太快，膨胀多发生是混凝土塑性阶段，无法在混凝土硬化阶段形成有效膨胀；煅烧温度偏高时，MgO烧结偏死，水化速度偏慢，混凝土结构稳定后仍可能存在未水化MgO，易造成后期安定性问题。

中国期刊文献(氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土变形特性的影响，刘加平、张守治田倩、郭飞、王育江，东南大学学报(自然科学版)2010年第40卷增刊Ⅱ)公开了一种氧化镁复合膨胀剂在低水胶比高性能混凝土中的收缩补偿特性研究，是将氧化钙膨胀熟料与一定比例氧化镁复配混合，利用氧化钙膨胀熟料的早期膨胀特性，高活性氧化镁的中期膨胀特性以及低活性氧化镁的后期膨胀特性，可实现膨胀历程的调控，对低水胶比超长超厚结构混凝土的收缩有一定的补偿效果。但是用这种方法制备复合膨胀剂时需将氧化钙膨胀熟料、高活性氧化镁和低活性氧化镁单独煅烧生产，再分别粉磨成细粉，最后将不同比例细粉复配混合后制得氧化镁复合膨胀剂，生产工艺复杂，而且生产氧化镁膨胀组分时需要采用高品位的菱镁矿，主要集中在辽宁海城，产地单一，储量有限，用来生产混凝土用氧化镁膨胀剂经济性不高，不易在全国范围内推广应用。