一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂及其制备方法技术

本发明专利技术公布了一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂及其制备方法。所述改性氧化钙类膨胀剂的比表面积为300m2/kg~500m2/kg，先由松香树脂酸包覆氧化钙熟料、再将其与调凝组分混合均匀而制备；其中氧化钙熟料、松香树脂酸、调凝组分三者的质量比为（990~996）:（2~8）:2。应用该发明专利技术可显著调节氧化钙类膨胀剂的膨胀进程，降低混凝土塑性阶段氧化钙类膨胀剂的膨胀能损失，在混凝土硬化过程中产生更多有益膨胀，高效发挥氧化钙类膨胀剂的补偿收缩作用。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂及其制备方法
本专利技术属于建筑材料领域，特别是涉及一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂及其制备方法。
技术介绍
混凝土开裂常常会缩短工程结构的使用寿命，降低结构的安全性，严重威胁着人民的生命、财产安全。混凝土自收缩、干缩、温度收缩等收缩变形在约束条件下会形成拉应力，是导致开裂的重要原因。为了提升混凝土的抗裂性，可在混凝土中掺入膨胀剂，产生膨胀变形，削减或抵消不利的收缩变形，即补偿收缩。目前，这种补偿收缩技术已在防水混凝土、薄壁结构混凝土中得到广泛应用。氧化钙类膨胀剂是一种常用的混凝土膨胀剂，其主要成分是游离氧化钙。氧化钙类膨胀剂与水接触后会迅速发生反应，相当一部分氧化钙在混凝土尚未硬化的塑性阶段就发生反应，而此时混凝土并未形成收缩应力，这就导致膨胀剂过早消耗，未形成有效膨胀。因此，调控氧化钙类膨胀剂的膨胀历程，使其能在混凝土形成收缩应力的阶段产生有效膨胀，则可以大幅提高膨胀剂的利用效率，降低膨胀剂的掺量，节约成本。公布号CN103130437A的中国专利公布了一种氧化钙类混凝土膨胀剂及其制备方法。先将石膏和氧化钙熔融煅烧形成石膏包覆氧化钙的熟料，再将其与剩余粉料共同粉磨至比表面积140m2/kg～400m2/kg后制取样品。该方法主要效用是提高膨胀剂的抗风化能力，延长产品保质期，但熔融工艺能耗较大，在环保要求越来越严格的大背景下，实施难度较大，且未有效解决膨胀剂的过早消耗问题。公布号CN104671700A的中国专利公布了一种改性氧化钙类混凝土膨胀剂及其制备方法。先用硅烷偶联剂改性氧化钙类膨胀熟料，获得初步改性氧化钙膨胀熟料；用丙烯酸酯单体在熟料表面原位聚合，形成改性氧化钙类膨胀剂；再将其粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后获得样品。该专利技术主要解决产品防潮能力，延长保质期，同时膨胀效能有了一定的提高，但对膨胀剂过早消耗的问题，影响十分有限。公布号CN104671690A的中国专利公布了一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用。先在草酸溶剂中通过物理吸附和化学反应的方式，在氧化钙类膨胀熟料粉体表面形成大量致密的草酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料，再将其比表面积粉磨至为200m2/kg～400m2/kg即为专利产品。该专利技术产品抗风化能力有所提高，膨胀历程有所推迟，自3d起其膨胀率达到并超过未改性产品，膨胀历程尚需进一步优化。而且熟料表面包覆的膜状物草酸钙不会在碱性溶液中分解，包覆比例控制不当，极易因混凝土安定性不良引起后期开裂问题。公布号CN104692688A的中国专利公布了一种改性氧化钙类水泥混凝土膨胀剂及其制备方法。通过物理吸附的方式将水溶性高分子有机聚合物包裹于氧化钙类膨胀熟料的表面，粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后即得样品。该专利技术产品与公布号CN104671700A公布的产品性能相似，抗风化能力有所提高，膨胀历程有所推迟，但对膨胀剂过早消耗的优化有限。公布号CN104671688A的中国专利公布了一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用。先将氧化钙类膨胀熟料粉磨至比表面积200m2/kg～400m2/kg，并置于含有一定湿度的二氧化碳气氛下，在膨胀熟料粉体表面形成大量致密的碳酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料即得样品。与公布号CN104671690A公布的产品性能相似，该专利技术产品抗风化能力有所提高，膨胀历程有所推迟，自5d起其膨胀率达到并超过未改性产品，膨胀历程仍有较大的调控空间。且碳酸钙与草酸钙类似，不会在碱性溶液中分解，若包覆比例控制不当，也易因安定性不良引起混凝土的后期开裂问题。公布号CN104692690A的中国专利公布了一种水泥混凝土用改性氧化钙类膨胀剂。将长链脂肪酸包裹在氧化钙类膨胀剂的表面，在将其粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后获得产品。该专利技术产品防潮能力提高，膨胀历程略有推迟，但其最大膨胀应力的出现时间仅推迟了10个小时，膨胀历程仍可大幅优化。公布号CN104692688A的中国专利公布了一种改性氧化钙类水泥混凝土膨胀剂及其制备方法。通过物理吸附的方式将可降解高分子聚合物包裹于氧化钙类膨胀熟料的表面，粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后即得样品。该专利技术产品与公布号CN104671700A、公布号CN104692688A公布的产品性能相似，抗风化能力有所提高，但对其膨胀历程调控的幅度非常有限。公布号CN104692692A的中国专利文献公布了一种可散装生产的改性氧化钙类膨胀剂。通过物理吸附的方式将醇酸树脂包裹于氧化钙类膨胀熟料的表面即得样品。具有较强的防潮能力和较长的保质期，但该专利并未描述其对混凝土膨胀历程的调控或优化能力，尚待考究。公布号CN104671695A的中国专利文献公布了一种水泥混凝土用改性氧化钙类膨胀剂。通过物理吸附的方式将具有上临界溶解温度(UCST)的温敏性聚合物包裹于氧化钙类膨胀熟料的表面，再将其粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后即得样品。该产品各龄期的膨胀能均高于未改性的氧化钙类熟料的情况，但膨胀历程并未推迟，亟待优化。且该包覆层为温感性材料，溶解温度为20℃～50℃，常温下极易溶解。公布号CN104671689A的中国专利文献公布了一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用。先将氧化钙熟料粉磨至比表面积200m2/kg～400m2/kg后制取样品。利用二氧化硫气体或硫酸与氧化钙类膨胀熟料反应，在膨胀熟料表面形成一层致密的硫酸钙，制得改性氧化钙类膨胀熟料。与公布号CN103130437A公布的产品性能相近，均是在氧化钙熟料表面包覆一层硫酸钙。该膨胀剂的膨胀量、膨胀应力、抗风化、防潮等能力均有所提高，但膨胀历程几乎未推迟，未能解决膨胀剂过早消耗的问题。公布号CN104671688A的中国专利公布了一种改性氧化钙类膨胀熟料、其制备方法及其应用。先将氧化钙类膨胀熟料比表面积粉磨至200m2/kg～400m2/kg，将其放置在磷酸溶剂中，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。所得产品与公布号CN104671690A和公布号CN104671688A公布的产品性能相似，该专利技术产品抗风化、防潮能力有所提高，膨胀历程有所推迟，自5d起其膨胀率达到并超过未改性产品，但膨胀历程仍有较大的调控空间。且磷酸钙与碳酸钙或草酸钙类似，不会在碱性溶液中分解，也易因安定性不良引起混凝土开裂问题。公布号CN104692694A的中国专利公布了一种改性氧化钙类水泥混凝土膨胀剂及其制备方法。通过物理吸附的方式将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物包裹于氧化钙类膨胀熟料的表面，粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后即得样品。该专利技术产品与公布号CN104671700A、公布号CN104692688A和公布号CN104692688A公布的产品性能相似，可延长产品的保质期，提高膨胀效能，但对其膨胀历程的调控幅度有限，无法解决膨胀剂过早消耗的问题。公布号CN104671697A的中国专利文献公布了一种改性氧化钙类水泥混凝土膨胀剂及其制备方法。将可再分散乳胶粉包裹于氧化钙类膨胀熟料的表面，粉磨至比表面积为100m2/kg～600m2/kg后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂，其特征在于，所述改性氧化钙类膨胀剂由氧化钙熟料、松香树脂酸和调凝组分三部分组成，所述松香树脂酸包覆于氧化钙熟料的表面；其中：氧化钙熟料、松香树脂酸和调凝组分的质量比为（990~996）:（2~8）:2，所述氧化钙类膨胀剂的比表面积为300m2/kg~500 m2/kg。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂，其特征在于，所述改性氧化钙类膨胀剂由氧化钙熟料、松香树脂酸和调凝组分三部分组成，所述松香树脂酸包覆于氧化钙熟料的表面；其中：氧化钙熟料、松香树脂酸和调凝组分的质量比为（990~996）:（2~8）:2，所述氧化钙类膨胀剂的比表面积为300m2/kg~500m2/kg。2.根据权利要求1所述一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂，其特征在于，所述氧化钙熟料的比表面积为300m2/kg~500m2/kg，其中游离氧化钙含量（f-CaO）≥75%。3.根据权利要求1所述一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂，其特征在于，所述松香树脂酸的密度为1.060g/cm3~1.085g/cm3，熔点110℃～135℃。4.根据权利要求1所述一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂，其特征在于，所述调凝组分为酒石酸、硼酸中的一种或两种。5.根据权利要求2所述一种膨胀历程可控的改性氧化钙类膨胀剂，其特征在于，所述氧化钙熟料由石灰石与矿物填料按照100:0~85:15的质量比混合、粉磨成生料后，在1350℃±...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子龙，宁逢伟，白银，丁建彤，蔡跃波，陈波，张丰，贾海磊，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32