高抗硫水泥掺合料制造技术

本发明专利技术涉及一种高抗硫水泥掺合料及其制备方法。高抗硫水泥掺合料，其特征在于它主要由高炉水淬矿渣、改性剂、减缩功能组分原料制备而成，高炉水淬矿渣与改性剂的质量比为１００∶０．０１－０．０２；高炉水淬矿渣和改性剂与减缩功能组分的质量百分比分别为：高炉水淬矿渣和改性剂９５－９９、减缩功能组分１－５；所述的改性剂为聚羧酸型超分散剂和三乙醇胺助磨剂，聚羧酸型超分散剂与三乙醇胺助磨剂的质量比为１∶０．７－１；所述的减缩功能组分为亚烷基二醇或聚氧化烯二醇和硅灰，亚烷基二醇或聚氧化烯二醇∶硅灰的质量比为１∶１５－２０。本发明专利技术能够在多种硫酸盐侵蚀环境下具有高抗硫性能，并具有低碱含量、低生产成本的特点。

High sulfur resistant cement admixture

The invention relates to a high sulfur resisting cement admixture and a preparation method thereof. High sulfur cement admixture, characterized in that it is mainly composed of blast furnace slag, modifier, reduction of functional components prepared from blast furnace slag and modified agent mass ratio of 100: 0.01 - 0.02; blast furnace slag and modifier and reduction of functional components the mass percent are as below: blast furnace slag modifier and 95 - 99, 1 - 5 reduction of functional components; the modifier for polycarboxylic acid dispersant and triethanolamine grinding agent, polycarboxylic acid dispersant triethanolamine and help quality grinding ratio of 1: 0.7 - 1; the reduction of functional groups into alkylene glycol or polyoxyalkylene glycol and wollastonite, alkylene glycol or polyoxyalkylene glycol, the mass ratio of 1: 15 - 20. The invention has high sulfur resistance in a variety of sulfate attack environments, and has the characteristics of low alkali content and low production cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料类，具体涉及一种。
技术介绍
众所周知，硫酸盐侵蚀问题是混凝土耐久性方面的一个关键问题，我国是混凝土硫酸盐侵蚀的多发地区，如沿海地区、西北地区、西南地区的混凝土建筑物均存在因硫酸盐侵蚀而引起的工程破坏实例。并且在不同地域和气候下，存在着不同类型的硫酸盐侵蚀。研制高抗硫酸盐水泥品种用以解决混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能已成为工程界普遍采用的技术手段，国内外已有大量的研究，并有大量文献。主要
技术实现思路
为抗硫酸盐硅酸盐水泥主要是通过对水泥熟料矿物组成的控制(即控制C3S、C3A、C4AF等的组成比例)，通常是提高C3S比例，高C3S含量可使混凝土达到早强的目的，以提高其成型后的密实度，并以此使混凝土达到抗硫酸盐侵蚀的效果。例如CN96118342.X公布的特种抗硫酸盐水泥及其生产方法其主要化学机理是在混凝土的塑性阶段于硬化弹性极限内，完成CaO、CaSO4、C4A3S转化成钙钒石的反应。此技术能够增强水泥石的密实度，提高水泥石的强度和抗渗性能，从而达到抗硫酸盐侵蚀的目的。但此类专利技术所针对的硫酸盐侵蚀类型比较单一，在不同的硫酸盐侵蚀环境下作用效果存在极大差异。另一方面，此专利技术生产成本较高，有待进一步降低生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够在多种硫酸盐侵蚀环境下(钙钒石型、石膏型、Thaumasite型)具有高抗硫性能，并具有低碱含量、低生产成本的。本专利技术的技术方案是高抗硫水泥掺合料，其特征在于它主要由高炉水淬矿渣、改性剂、减缩功能组分原料制备而成，高炉水淬矿渣与改性剂的质量比为100∶0.01-0.02；高炉水淬矿渣和改性剂与减缩功能组分的质量百分比分别为高炉水淬矿渣和改性剂95-99、减缩功能组分1-5；所述的改性剂为聚羧酸型超分散剂和三乙醇胺助磨剂，聚羧酸型超分散剂与三乙醇胺助磨剂的质量比为1∶0.7-1；所述的减缩功能组分为亚烷基二醇或聚氧化烯二醇和硅灰，亚烷基二醇或聚氧化烯二醇∶硅灰的质量比为1∶15-20。所述的高炉水淬矿渣含水率小于2％，勃氏比表面积为400-450m2/Kg。所述的聚羧酸型超分散剂为聚羧酸共聚物(聚羧酸是一个系列，均可以)，聚羧酸型超分散剂的固溶比(即固体与溶液的质量之比，下同)为1∶2-3。高抗硫水泥掺合料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1).高炉水淬矿渣的预处理选用符合国家标准的市售高炉水淬矿渣，将其烘干，烘干后的含水率小于2％，备用；2).改性剂的制备采用固溶比为1∶2-3的聚羧酸型超分散剂与三乙醇胺助磨剂按质量比1∶0.7-1进行混合而成，备用；3).减缩功能组分的制备亚烷基二醇或聚氧化烯二醇与硅灰按质量比1∶15-20混合而成，备用；4).按高炉水淬矿渣与改性剂的质量比为100∶0.01-0.02选取预处理后的高炉水淬矿渣、改性剂，在预处理后的高炉水淬矿渣中加入改性剂进行混磨，使其勃氏比表面积达到400-450m2/Kg，得混磨料；再将混磨料与功能组分按质量百分比为95-99∶1-5的比例混合均匀而成，得产品。其中硅灰主要化学成分如下表所示，波动不超过原含量的10％。 各类型硫酸盐侵蚀机理如下所示钙矾石(CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O)型，以Na2SO4为例。此过程中，钙矾石在化学结构上结合了大量的结晶水，其体积约为原水化铝酸钙的2.5倍，使固相体积显著增大，加之它在矿物形态上使针状晶体，相互挤压而产生极大的内应力，从而导致破坏。石膏CaSO4·2H2O型，以Na2SO4为例。从氢氧化钙转化为石膏，体积增大为原来的2倍，使混凝土因内应力过大而导致膨胀破坏。ThaumasiteCa62·24H2O·型，(其中Ca(OH)2作为反应物被循环消耗)。如此长期作用下，混凝土中的水泥石结构体逐渐被分解，最终形成了硅灰石膏、钙矾石、石膏和方解石4种腐蚀产物，使混凝土最终变为一种无强度的、果肉状泥砂混合物。以上的各类型侵蚀机理中都存在着Ca(OH)2的参与，而本产品的一个主要方面就是低Ca(OH)2含量，降低了反应来源；因此，本专利技术能够在多种硫酸盐侵蚀环境下(钙钒石型、石膏型、Thaumasite型)具有高抗硫性能。另一方面具有早期强度与后期强度结合的优势，增加了混凝土的抗渗透性，阻止了侵蚀离子的侵入通道。改性后的高炉水淬矿渣(即混磨料)在高抗硫水泥掺合料中的作用一是其勃氏比表面积为400-450m2/Kg，能够显著提高混凝土的抗渗性能，有利于阻止有害侵蚀离子的侵入；二是其为低碱，水化后生成的Ca(OH)2含量很低，减少了硫酸盐侵蚀的物质来源；三是能够使减缩功能组分、改性剂等分散均匀；四是其大掺量(95％以上)掺入可以降低生产成本。减缩功能组分在高抗硫水泥掺合料中的作用一是可使混凝土的干缩值明显降低，防止微裂纹的产生，并提高混凝土抗压强度；二是其与常用的早强剂、减水剂、缓凝剂等混凝土外加剂具有良好的相容性。改性剂在高抗硫水泥掺合料中的作用一方面聚羧酸型超分散剂具有很强的分散性，并具有可控制混凝土坍落度损失及抗压强度比高等优点；另一方面三乙醇胺助磨剂能够显著提高混合粉磨效果，显著降低电耗。同时三乙醇胺具有早强作用，可提高混凝土的密实度。将上述组分和配比按工艺要求制备就得到一种性能优异的高抗硫水泥掺合料，当其以50-70％的比例等质量代替普硅水泥后，可以取得良好的技术及经济效果。例如1、其中的高炉水淬矿渣粉活性较高，即使采用大掺量仍可保证砂浆具有较高强度；2、明显改善新拌混凝土的工作性能，可有效控制新拌混凝土坍落度的经时损失；3、在各种类型的硫酸盐侵蚀(尤其是TSA侵蚀)环境下，试件的强度损失很小，抗硫酸盐侵蚀效果明显；4、在达到上述技术指标的同时，混凝土的物理力学性能不受影响；5、可大量利用工业废料，生产工艺简单，生产成本低廉。总之，本高抗硫水泥掺合料的研制与应用可以很好地解决目前混凝土多种类型高抗硫酸盐侵蚀的问题，并可减少工业废料对环境的污染，有着显著的社会经济效益。可广泛应用于要求高抗硫酸盐侵蚀地区的地下管道、水利、堤坝、码头等工程领域。附图说明图1是本专利技术的生产工艺流程2(A1)是本专利技术试件A1在TSA侵蚀环境下浸泡360d各砂浆外观2(A2)是本专利技术试件A2在TSA侵蚀环境下浸泡360d各砂浆外观2(A3)是本专利技术试件A3在TSA侵蚀环境下浸泡360d各砂浆外观3是本专利技术TSA侵蚀环境下各龄期砂浆抗折强度变化4是本专利技术TSA侵蚀环境下各侵蚀龄期砂浆抗压强度变化图具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本专利技术的限定。实施例1如图1所示，高抗硫水泥掺合料的制备方法，它包括如下步骤1).高炉水淬矿渣的预处理选用符合国家标准的市售高炉水淬矿渣，将其烘干，烘干后的含水率小于2％，备用；2).改性剂的制备采用固溶比为1∶2-3的聚羧酸型超分散剂与三乙醇胺助磨剂按质量比1∶1进行混合而成，备用；3).减缩功能组分的制备亚烷基二醇或聚氧化烯二醇与硅灰按质量比1∶15-20混合而成，备用；4).按高炉水淬矿渣与改性剂的质量比为100∶0.01选取预处理后的高炉水淬矿渣、改性剂，在预处理后的高炉水淬矿渣中加入改性剂进行混磨，使其勃氏比表面积达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
高抗硫水泥掺合料，其特征在于它主要由高炉水淬矿渣、改性剂、减缩功能组分原料制备而成，高炉水淬矿渣与改性剂的质量比为１００∶０．０１－０．０２；高炉水淬矿渣和改性剂与减缩功能组分的质量百分比分别为：高炉水淬矿渣和改性剂９５－９９、减缩功能组分１－５；所述的改性剂为聚羧酸型超分散剂和三乙醇胺助磨剂，聚羧酸型超分散剂与三乙醇胺助磨剂的质量比为１∶０．７－１；所述的减缩功能组分为亚烷基二醇或聚氧化烯二醇和硅灰，亚烷基二醇或聚氧化烯二醇∶硅灰的质量比为１∶１５－２０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马保国，罗忠涛，高小建，张美香，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]