一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用。本发明专利技术所述改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法为：在磷酸溶剂中通过物理吸附与化学反应的方式或将氧化钙类膨胀熟料和磷酸液体混合粉磨至一定细度，在膨胀熟料表面形成大量致密的磷酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料。本发明专利技术所述改性氧化钙类膨胀熟料可与分散性载体混合，从而形成改性氧化钙类混凝土膨胀剂。本发明专利技术制备的磷酸化包裹改性氧化钙类膨胀熟料及其膨胀剂，明显提升了膨胀材料在水泥混凝土中产生的膨胀量和膨胀应力，优化了膨胀熟料及其膨胀剂的膨胀历程；提高了氧化钙类膨胀熟料及其膨胀剂的抗风化、防潮能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料混凝土外加剂
，具体涉及一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用。
技术介绍
混凝土是使用量最大的建筑材料，裂缝一直是影响混凝土及其结构耐久性的关键因素，而混凝土的收缩性能则是导致混凝土开裂的直接原因。混凝土早期干燥收缩及温降收缩都将对混凝土结构的使用性和稳定性带来挑战。因此，提升混凝土的抗裂性能一直是研究的热点。利用膨胀组分在水化过程中产生的体积膨胀补偿水泥基材料的收缩，是减少混凝土收缩开裂，提高混凝土结构稳定性的重要措施。目前我国普遍采用氧化钙类、氧化钙-硫铝酸钙类膨胀剂配制补偿收缩混凝土，用于高层建筑物大体积基础底板、无缝施工超长结构和需要防裂抗渗的结构等。迄今为止，有关混凝土膨胀材料及其制备方法的专利文献很多，如：公开号CN102162244A的中国专利公开了一种膨胀混凝土灌注桩及其制备方法以及一种混凝土膨胀剂。由40-80％的石灰石和20-60％的石膏共同粉磨，在回转窑中经1300-1500℃下高温煅烧，再将这种煅烧熟料按重量20-80％与硫铝酸钙水泥等混合制备混凝土膨胀剂。此种膨胀剂具有熟料抗风化、防潮能力差，膨胀剂贮存时间短的缺点。公开号CN102329093A的中国专利公开了一种高性能混凝土膨胀剂及其制备方法。采用70-85％石灰石、8-15％白泥、2-5％石膏和2-5％铁粉混合粉磨，经1400±50℃煅烧成膨胀熟料。此种膨胀熟料膨胀效能在水化早期基本发挥完全，膨胀历程可调性差，且存在着熟料防潮能力差，其配制的混凝土膨胀剂储存时间短的缺点。公开号CN102745933A的中国专利公开了一种混凝土抗裂膨胀剂及其制备方法。以35-40％氧化钙熟料，15-20％的石膏、30-35％的地开石和5-10％的粉煤灰混合粉磨制成。此膨胀剂可有效防止混凝土裂缝产生，但存在抗风化能力差、存放时间短的缺点。公开号CN10177477A的中国专利公开了一种氧化钙类膨胀剂的制备方法。采用石灰石与复合矿化剂混合粉磨成生料后在1100-1300℃下煅烧获得氧化钙类膨胀熟料，再与分散性载体混合粉磨制成膨胀剂。矿化剂是由50-70％的石膏和30-50％的铜渣组成；分散性载体是由多孔沸石和粉煤灰等组成。此种膨胀剂的膨胀效能在水化龄期3-5d内就基本发挥完全，膨胀历程可调节性差；且熟料抗风化、防潮能力差，膨胀剂存放时间不宜过长。公开号CN102674738A的中国专利公开了一种多功能抗裂外加剂及其制备方法。以25-40％的氧化钙膨胀熟料，1-3％的糊精以及粉煤灰混合粉磨成比表面积为200-400m2/kg的混凝土抗裂外加剂。此外加剂可实现对混凝土结构温度场和氧化钙组分膨胀历程的调控，但存在其膨胀效能在水化龄期3-5d内就基本发挥完全，膨胀历程可调节性差，氧化钙膨胀熟料的抗风化、防潮能力差的缺点。在上述技术中，涉及混凝土膨胀剂的部分都是采用以氧化钙为主要膨胀源的膨胀材料。此类膨胀材料的水化速度快，早期膨胀迅速，膨胀能大部分消耗在混凝土水化早期，对中后期的收缩补偿能力弱；且膨胀熟料存在易风化、防潮能力差等问题。因此，亟需对上述问题进行解决，优化其膨胀效能和提高其贮藏时间。
技术实现思路
针对现有技术中氧化钙类膨胀熟料的水化速度快，早期膨胀迅速，对中后期的收缩补偿能力弱，且氧化钙类膨胀熟料的抗风化、防潮能力差等问题，本专利技术提供了一种磷酸化表面包裹改性氧化钙类膨胀熟料。本专利技术的目的是提供一种膨胀量和膨胀历程可控，抗风化、防潮能力优异的氧化钙类膨胀熟料，以及能明显提升保质期的氧化钙类混凝土膨胀剂。通过磷酸化包裹改性氧化钙类膨胀熟料，在熟料表面形成一层磷酸钙膜，一方面形成的膜可以延缓氧化钙类膨胀熟料在水泥混凝土中的水化反应速率，降低膨胀熟料在混凝土塑性阶段的水化，调控膨胀熟料的膨胀历程；另一方面，形成的致密的磷酸钙膜可以阻碍环境中的水分进入氧化钙类膨胀熟料颗粒中与游离氧化钙反应，从而提高了膨胀熟料的贮藏时间。为实现上述目标，本专利技术的具体技术方案如下：一种改性氧化钙类膨胀熟料，包括氧化钙类膨胀熟料及其表面包裹的一层致密的磷酸钙。所述改性氧化钙类膨胀熟料，所述氧化钙类膨胀熟料包括游离氧化钙、硫铝酸盐和无水石膏及其混合物。所述改性氧化钙类膨胀熟料，所述膨胀熟料表面的磷酸钙包裹量为改性氧化钙类膨胀熟料质量的1wt％-10wt％。本专利技术所述改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法一，包括如下步骤：(1)将氧化钙类膨胀熟料粉磨至比表面积为200-400m2/kg，得到氧化钙类膨胀熟料粉体；(2)将步骤(1)制得的氧化钙类膨胀熟料粉体分散于有机溶剂中，并加入磷酸液体，通过物理吸附和化学反应的方式，所述分散于有机溶剂中的氧化钙类膨胀熟料粉体与磷酸反应，在氧化钙类膨胀熟料粉体表面形成大量致密的磷酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料；(3)然后通过过滤、55-60℃干燥改性氧化钙类膨胀熟料，将改性氧化钙类膨胀熟料与有机溶剂分离；所述有机溶剂为无水乙醇等易挥发的有机溶剂；所述磷酸为工业级磷酸，浓度为85wt％的粘稠状液体；所述有机溶剂与氧化钙类膨胀熟料的质量比例不小于2：1；所述改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法，步骤(2)所述优选反应的时间在5-60min，反应的温度在20-50℃。本专利技术所述改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法二，包括如下步骤：(1)将未粉磨氧化钙类膨胀熟料和磷酸溶液混合，置于磨机中共同粉磨至比表面积150-450m2/kg；(2)磷酸与氧化钙类膨胀熟料反应，让膨胀熟料表面形成大量致密的磷酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料；所述磷酸为工业级磷酸，浓度为85wt％的粘稠状液体。本专利技术所述氧化钙类膨胀熟料和磷酸化包裹改性氧化钙类膨胀熟料需达到通常的膨胀熟料和膨胀剂对粉磨细度的要求。所述改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法，作为优选方案，所述氧化钙类膨胀熟料的比表面积为200-400m2/kg，所述改性氧化钙类膨胀熟料的比表面积为150-450m2/kg。所述改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法，也可直接用于现有氧化钙类混凝土膨胀剂的磷酸化表面包裹改性。表面处理后的磷酸化包裹改性氧化钙类膨胀熟料可与分散性载体混合，从而形成改性氧化钙类混凝土膨胀剂；所述分散性载体为多孔沸石、粉煤灰或由30-70wt％多孔沸石和30-80wt％粉煤灰组成的混合物；所述改性氧化钙类膨胀熟料与分散性载体的质量比在20：80～95：5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性氧化钙类膨胀熟料，其特征在于，包括氧化钙类膨胀熟料及其表面包裹的一层致密的磷酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种改性氧化钙类膨胀熟料，其特征在于，包括氧化钙类膨胀熟料及其表面包裹的一层致密的磷酸钙。
2.根据权利要求1所述的改性氧化钙类膨胀熟料，其特征在于，所述氧化钙类膨胀熟料包括游离氧化钙、硫铝酸盐和无水石膏及其混合物。
3.根据权利要求2所述的改性氧化钙类膨胀熟料，其特征在于，所述膨胀熟料表面的磷酸钙包裹量为改性氧化钙类膨胀熟料质量的1wt%-10wt%。
4.一种权利要求3所述的改性氧化钙类膨胀熟料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将氧化钙类膨胀熟料粉磨至比表面积为200-400m2/kg，得到氧化钙类膨胀熟料粉体；
（2）将步骤（1）制得的氧化钙类膨胀熟料粉体分散于有机溶剂中，并加入磷酸液体，通过物理吸附和化学反应的方式，所述分散于有机溶剂中的氧化钙类膨胀熟料粉体与磷酸反应，在氧化钙类膨胀熟料粉体表面形成大量致密的磷酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料；
（3）然后通过过滤、55-60℃干燥改性氧化钙类膨胀熟料，将改性氧化钙类膨胀熟料与有机溶剂分离；
所述有机溶剂为易挥发的有机溶剂；
所述磷酸为浓度85wt%的粘稠状液体；
所述有机溶剂与氧化钙类膨胀熟料的质量比例不小于2：1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆安群，田倩，张守治，程骏，李司晨，王伟，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32