[发明专利]一种用于低温环境下水泥材料的复合型早强剂及其应用

说明书

本发明公开了一种用于低温环境下水泥材料的复合型早强剂及其应用，所述复合型早强剂由可溶性偏铝酸盐、可溶性钙盐、醇胺物质和减水剂组成，可溶性偏铝酸盐的添加量为胶凝材料质量的0.15－0.25％，可溶性无机钙盐的添加量为胶凝材料质量的0.80－2.00％，醇胺物质的添加量为胶凝材料质量的0.02－0.05％，减水剂的添加量为胶凝材料质量的0.30－0.50％。本发明的复合型早强剂加速了水泥水化反应进程，彼此之间表现出递进增强效果，同时协同减水剂的使用，大大增强了混凝土的早期强度，在解决混凝土在低温环境下早期强度发展缓慢问题的同时，以较低的生产成本明显提高了混凝土的早期力学性能，使其满足冬季施工条件下建材领域对混凝土的要求，克服现有早强剂所存在的不足。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂制备技术领域，特别涉及一种用于低温环境下水泥材料的复合型早强剂及其应用。

背景技术

在我国当前现代化飞速发展的形势下，混凝土与水泥制品行业总体呈现稳步增长，依然是建筑领域最重要组成部分，而随着工程项目的增多、外部环境和条件的多样化和复杂化，使得无论在预制混凝土还是现浇工程中，都提出了快速提高混凝土强度的需求。在实际建筑工程中，除了降低水胶比、提高水泥掺量、掺加硅灰等传统技术，更需要现代混凝土外加剂的帮助才能实现，结合高效减水剂和早强剂的研究，使各种养护温度下免蒸养而早期强度达到拆模强度的工程要求，从而缩短工期、降低成本，是混凝土行业的主要目标方向。

一般认为水泥液相中的硫酸盐溶液和氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠溶液存在如下平衡关系：

CaSO₄+2(K、Na)OH→(K、Na)₂SO₄+Ca(OH)₂

任何加入水泥体系中后，可以使该反应式向右移动的物质均可认为是对水泥水化反应有促进作用的早强剂。按照化学组成，又将早强剂分为无机盐类早强剂、有机化合物类早强剂和复合型早强剂。不同的早强剂对水泥材料的早强促进机理不同，通常归纳为以下四个方面：

1.在水泥体系中消耗硫酸钙反应生成钙矾石(3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O)，而硫酸钙的消耗又使水泥中C₃A(铝酸三钙，3CaO·Al₂O₃)迅速进入溶液，并发生水化反应，进而加速水泥凝结硬化；

2.早强剂在水泥体系中反应析出OH^－，体系碱性环境提高，促进水泥水化反应；

3.早强组分的水化过程是强烈的放热反应，这就使整个水化体系温度大幅度提高，促进水化反应的进程和早期强度的发展；

4.小分子有机物与Fe³⁺、Al³⁺形成易溶络合离子，提高水泥颗粒表面可溶性，阻碍C₃A表面形成水化初期不渗透层，促进加强C₃A和C₄AF(铁铝酸四钙，4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃)可溶性，加速其与石膏反应生成，降低液相中Ca²⁺、Al³⁺的浓度，进一步促进C₃A水化，加快水泥石强度发展进程。

为了提高混凝土的早期强度，国内广大学者在该领域进行了深入研究，如：