一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法，其由以下质量百分含量的组分组成：矿粉20～30％，表面改性剂2～3％，去离子水67～78％；所述表面改性剂为羧酸磺酸聚合物、聚羧酸减水剂与白糖按质量比1‑3：1‑3：1溶于水得到的混合溶液。本发明专利技术提供的用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂在蒸养条件下对水泥具有极强的诱导作用，掺量为0.5‑1.0％，60℃蒸养8h，能够使普通硅酸盐水泥砂浆强度提高55‑68％，显著提升蒸养预制构件的早期强度、提高模具周转效率，可广泛应用于蒸养预制构件行业，大幅提升生产效率，降低单位产品能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法
本专利技术属于混凝土外加剂
，具体涉及一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法。
技术介绍
我国的矿渣是所有工业副产品中产量最高的，每年约3000万吨，矿渣磨细后的矿粉是由玻璃相和结晶相构成的聚合体，结晶相包裹着玻璃相，前者属于惰性组分，化学性质极不活泼，后者具有潜在活性和水硬性。矿粉作为混凝土矿物掺合料加入到混凝土中能够降低混凝土成本，改善混凝土的耐久性和抗渗性。一般的掺矿粉水泥在水化过程中，由于矿粉代替了一部分水泥熟料，导致在早期能参与水化的熟料相对含量减少，因此早期强度大大下降，水化一段时间后，水化产物中的Ca(OH)2能够作为碱性激发剂，破坏矿粉的表层结晶相，解离矿渣玻璃相结构，使玻璃相中的活性SO2、Al2O3成分释放出来，从而与Ca(OH)2和多余的二水石膏CaSO4·2H2O一同反应，生成水化硫铝酸钙等产物。由于矿渣的活性太低，从其活性得到激发到其能参与水化并生成具有强度的水化产物需要很长一段时间，因此导致掺入矿粉后水泥水化速度大大减慢，以至于达不到早期强度要求，表现为3d、7d强度偏低，因此限制了其使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：提供一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂，其由以下质量百分含量的组分组成：矿粉(主要含CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3)20～30％，表面改性剂2～3％，去离子水67～78％；所述表面改性剂为羧酸磺酸聚合物(AS)、聚羧酸减水剂(PCE)与白糖(S)按质量比1‐3：1‐3：1溶于水得到的混合溶液，质量分数为10％，所述羧酸磺酸聚合物的分子结构式为：其中n＝10‐50，m＝10‐50。本专利技术还包括上述用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂的制备方法，具体步骤如下：将矿粉、表面改性剂和水按比例放入球磨罐中，加入氧化锆研磨体，密封球磨30min，停止10min，记为一个周期，反复3‐5个周期，直至球磨的粉体中值粒径为200‐400nm，得到用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂。按上述方案，所述氧化锆研磨体用量为矿粉的4‐6倍，氧化锆研磨体级配质量比为：10mm：3mm：1mm：0.6mm＝2：3：4：4。本专利技术还包括上述用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂的使用方法，将预水化矿粉纳米晶核早强剂按掺量0.5‐1.0％掺入水泥砂浆中。本专利技术利用液相研磨方法，在研磨条件下，促使矿粉充分水化，形成水化产物，通过优选的液相环境(表面改性剂)及研磨体的合理搭配，得到纳米尺度的矿粉预水化晶核早强剂。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供的用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂在蒸养条件下，对水泥具有极强的诱导作用，掺量为0.5‐1.0％，60℃蒸养8h，能够使普通硅酸盐水泥砂浆强度提高55‐68％，显著提升蒸养预制构件的早期强度、提高模具周转效率，可广泛应用于蒸养预制构件行业，大幅提升生产效率，降低单位产品能耗；2、本专利技术制备方法工艺过程简单，工艺参数以易控制。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1‐5制备用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂，具体步骤如下：将矿粉(粒径≤20μm，主要含CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3)、表面改性剂和水按比例放入球磨罐中，加入氧化锆研磨体，氧化锆研磨体级配质量比为：10mm：3mm：1mm：0.6mm＝2：3：4：4，密封球磨30min，停止10min，记为一个周期，采用激光粒度分析仪器，测试粒径分布规律，反复球磨3‐5个周期，直至球磨的粉体中值粒径为200‐400nm，得到用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂。将上述制备的预水化矿粉纳米晶核早强剂以掺量0.5‐1.0％掺入普通硅酸盐水泥砂浆中，60℃蒸养8h，然后测试混凝土强度，与空白样(不加晶核)进行对比，实验方法参照GB8076‐2008。本专利技术实施例所用表面改性剂为羧酸磺酸聚合物(AS)、聚羧酸减水剂(PCE)与白糖(S)按质量比1‐3：1‐3：1溶于水得到的混合溶液，质量分数为10％。所用羧酸磺酸聚合物的分子结构式为：所用表面改性剂配比见表1：表1表面改性剂配比本实施例所制备的预水化矿粉纳米晶核早强剂原料质量配比及性能如表2：表2预水化矿粉纳米晶核早强剂原料质量配比及性能由表2中可看出，本专利技术实施例制备的预水化矿粉纳米晶核早强剂中值粒径为200‐400nm，在掺入量为0.5‐1％时，普通硅酸盐水泥砂浆60℃蒸养8h强度增长率达55‐68％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂，其特征在于，其由以下质量百分含量的组分组成：矿粉20～30％，表面改性剂2～3％，去离子水67～78％；所述表面改性剂为羧酸磺酸聚合物(AS)、聚羧酸减水剂(PCE)与白糖(S)按质量比1‑3：1‑3：1溶于水得到的混合溶液，质量分数为10％，所述羧酸磺酸聚合物的分子结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂，其特征在于，其由以下质量百分含量的组分组成：矿粉20～30％，表面改性剂2～3％，去离子水67～78％；所述表面改性剂为羧酸磺酸聚合物(AS)、聚羧酸减水剂(PCE)与白糖(S)按质量比1-3：1-3：1溶于水得到的混合溶液，质量分数为10％，所述羧酸磺酸聚合物的分子结构式为：其中n＝10-50，m＝10-50。2.一种权利要求1所述的用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将矿粉、表面改性剂和水按比例放入球磨罐中，加入氧化锆研...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭洪波，邓秀峰，张迅，贺行洋，苏英，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42