一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝酸钡混凝土膨胀剂，其重量百分比组成为：铝酸钡熟料50~60%、硬石膏40~50%、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0~5.0%的无水硫酸铝；铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后，再经煅烧而成；生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO

A kind of barium aluminate concrete expansion agent and its preparation method

The invention discloses a barium aluminate concrete expansion agent, the weight percentage of which is composed of: barium aluminate clinker 50-60%, anhydrous aluminum sulfate with anhydrous gypsum 40-50%, total weight of barium aluminate clinker and anhydrite 0-5.0%; barium aluminate clinker is formed by mixing raw material, soluble starch and water, and then calcining; raw material is composed of barium carbonate and alumina according to BaCO

【技术实现步骤摘要】
一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体的说是一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法。
技术介绍
混凝土在浇筑硬化过程中，由于化学减缩、冷缩和干缩等原因会产生体积收缩现象。这些收缩会使混凝土内部产生裂纹，从而造成其强度、抗渗性、抗冻性和耐久性的下降。在普通混凝土中掺入适量膨胀剂，是工程中应用最为普遍的控制其裂缝产生的方法。目前，应用较多的膨胀剂有硫铝酸盐系膨胀剂、石灰系膨胀剂、氧化镁系膨胀剂及复合型膨胀剂。对膨胀剂膨胀效果的主要要求：一是膨胀作用的大小，二是膨胀作用的合理发挥。一般希望膨胀剂具有较高的膨胀率，这样当所要求混凝土的膨胀值一定时，可以减少其掺量。膨胀剂膨胀作用的发挥应当与混凝土的强度增长相适应。如果膨胀太早，则因混凝土强度不够或者尚有一定的塑性，使得膨胀剂的膨胀能被吸收而发挥不出来；如果膨胀太迟，则又会因混凝土已具备较高强度，使得膨胀作用破坏了其已形成的结构。影响混凝土膨胀效果的因素很多，如水泥品种和掺量、混凝土养护条件、环境温度和湿度、膨胀剂的组成、细度和掺量等。在实际生产中，正是因为上述诸多因素的影响，使得膨胀混凝土的配制不能被很好地控制，从而造成一些失败的工程案例。基于此，开发出一种膨胀时间易于调节，以尽可能适应不同混凝土强度发展特点的膨胀剂，就显得十分重要。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法，制备的膨胀剂具有膨胀速率可调、膨胀能大、延长混凝土使用寿命等特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种铝酸钡混凝土膨胀剂，膨胀剂的重量百分比组成为：铝酸钡熟料50～60％、硬石膏40～50％、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0～5.0％的无水硫酸铝；其中，铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后，再经煅烧而成；所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3：Al2O3＝2：1的重量百分比混合粉磨而成。优选地，对膨胀剂各组分的要求为：铝酸钡熟料中的BaO·Al2O3≥90.0％，硬石膏中的CaSO4≥85.0％，无水硫酸铝中的Al2(SO4)3≥90.0％。优选地，对生料中各组成的要求为：碳酸钡中的BaCO3≥95.0％；氧化铝中的Al2O3≥95.0％。一种制备铝酸钡混凝土膨胀剂的方法，包括如下步骤：步骤一、取碳酸钡和氧化铝分别烘干后，按照所要求的重量百分比称取各物料并混合，然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于5％，制得生料，备用；步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2％的可溶性淀粉和适量水分，加水量以可以压制成型为准，搅拌均匀，然后将其压制成型，烘干；步骤三、将步骤二烘干后的生料置于高温炉中，于1350±50℃煅烧并保温60～120min，即得到铝酸钡熟料；保温结束，将熟料取出并冷却至室温；步骤四、将硬石膏、无水硫酸铝和步骤三制得的铝酸钡熟料按照所要求的重量百分比进行配料，并将配料后的混合物粉磨至比表面积不低于250m2/kg，即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂。步骤二中，加入的可溶性淀粉起粘结剂的作用，有助于生料的压制成型。本专利技术膨胀剂的膨胀作用来自铝酸钡的水化(一次膨胀)和钙矾石的形成(二次膨胀)。铝酸钡的水化过程如下：BaO·Al2O3+H2O→BaO·xAl2O3·yH2O伴随上述反应的进行，BaO·xAl2O3·yH2O大量形成，产生较强的一次膨胀作用。该反应十分迅速，所加Al2(SO4)3主要用于调节BaO·Al2O3的水化速度，反应过程如下：BaO·xAl2O3·yH2O+H2O→Ba(OH)2+Al(OH)3；Ba(OH)2+Al2(SO4)3→BaSO4+Al(OH)3；上述反应形成的BaSO4和Al(OH)3胶体包裹在未反应的BaO·Al2O3颗粒表面，降低其水化速度。通过改变Al2(SO4)3的掺量，可起到调节BaO·Al2O3水化速度的作用。钙矾石的形成过程如下：Ca(OH)2+Al(OH)3→3CaO·Al2O3·6H2O；3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO4+H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O；水泥水化形成的Ca(OH)2与上述Al(OH)3胶体及掺入的硬石膏反应形成钙矾石3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O，产生二次膨胀。本专利技术所述铝酸钡混凝土膨胀剂的有益效果如下：①既有铝酸钡膨胀，还有钙矾石膨胀，总的膨胀量比较大；②不管是铝酸钡膨胀还是钙矾石膨胀，都受到Al2(SO4)3掺入量的影响，因而通过调整其掺入量，可以灵活调节膨胀时间，使之与不同混凝土强度发展特点相适应；③伴随硫酸钡沉淀的生成，混凝土的密实度增加，有利于提高其强度，延长其使用寿命。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。一种铝酸钡混凝土膨胀剂，膨胀剂的重量百分比组成为：铝酸钡熟料50～60％、硬石膏40～50％，外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0～5.0％的无水硫酸铝；其中，铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后，再经煅烧而成；所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3：Al2O3＝2：1的重量百分比混合粉磨而成。对生料中各组成的要求为：碳酸钡中的BaCO3≥95.0％；氧化铝中的Al2O3≥95.0％。其中，铝酸钡熟料中的BaO·Al2O3≥90.0％，硬石膏中的CaSO4≥85.0％，无水硫酸铝中的Al2(SO4)3≥90.0％。一种制备铝酸钡混凝土膨胀剂的方法，包括如下步骤：步骤一、取碳酸钡和氧化铝分别烘干后，按照所要求的重量百分比称取各物料并混合，然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于5％，制得生料，备用；步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2％的可溶性淀粉和适量水分，加水量以可以压制成型为准，搅拌均匀，然后将其压制成型，烘干；步骤三、将步骤二烘干后的生料置于高温炉中，于1350±50℃煅烧并保温60～120min，即得到铝酸钡熟料；保温结束，将熟料取出并冷却至室温；步骤四、将硬石膏、无水硫酸铝和步骤三制得的铝酸钡熟料按照所要求的重量百分比进行配料，并将配料后的混合物粉磨至比表面积不低于250m2/kg，即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂。本专利技术实施例所用原料的组成如表1所示。表1各原料的组成(％)原料BaCO3Al2O3CaSO4Al2(SO4)3其它总和碳酸钡98.50------1.50100.00氧化铝--98.50----1.50100.00硬石膏----...

【技术保护点】
1.一种铝酸钡混凝土膨胀剂，其特征在于，膨胀剂的重量百分比组成为：铝酸钡熟料50~60%、硬石膏40~50%、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0~5.0%的无水硫酸铝；其中，铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后，再经煅烧而成；所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO

【技术特征摘要】
1.一种铝酸钡混凝土膨胀剂，其特征在于，膨胀剂的重量百分比组成为：铝酸钡熟料50~60%、硬石膏40~50%、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0~5.0%的无水硫酸铝；其中，铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后，再经煅烧而成；所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3：Al2O3=2：1的重量百分比混合粉磨而成。


2.根据权利要求1所述的一种铝酸钡混凝土膨胀剂，其特征在于，对膨胀剂各组分的要求为：铝酸钡熟料中的BaO·Al2O3≥90.0%，硬石膏中的CaSO4≥85.0%，无水硫酸铝中的Al2(SO4)3≥90.0%。


3.根据权利要求1所述的一种铝酸钡混凝土膨胀剂，其特征在于，对生料中各组成的要求为：碳酸钡中的BaCO3≥95.0%；氧化铝中的Al2O3≥95....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉敏，罗伟，阳勇福，茹晓红，肜芳珍，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41