一种水泥外加剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体涉及一种水泥外加剂及其制备方法，其质量配比包括：粉煤灰100

【技术实现步骤摘要】
一种水泥外加剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种水泥外加剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]普通硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料，加入混合材料和和适量石膏，磨细制成的。该水泥固化后的混凝土由于应力作用或者由于温度变化、干燥等而发生体积变化，从而具有容易产生裂纹的倾向。产生这种裂纹时，水容易通过混凝土而浸入，成为漏水等的原因，此外，产生了结构物的耐久性降低、美观恶化的问题。众所周知，在水泥中掺加某些外加剂能改善水泥中混合材料的掺加量和其它性能，近年来人们通过大量的科学试验，对水泥外加剂进行不断改进，并研制出性能各异的水泥外加剂。现有的水泥外加剂的主要缺陷在于：功能单一，综合效能差。为了满足水泥技术发展的需要，利用来源丰富的工业废渣为主要原料开发出一种质优价廉的复合硅酸盐水泥外加剂。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种水泥外加剂，解决了现有外加剂的单一性缺陷，以粉煤灰为原料，实现变废为宝，同时粉煤灰内的硅、铝、铁等元素形成活性点位，能够在水泥中形成活性中心点，提高水泥的强度和致密性。
[0004]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种水泥外加剂，其质量配比包括：粉煤灰100
‑
120份、灰钙粉3
‑
5份、甲基硅酸钠10
‑
30份、有机沥青材料20
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30份、微硅粉10
‑
20份、聚合硅酸铝铁2
‑/>8份、甲基纤维素1
‑
2份、硫铝酸钙膨胀剂2
‑
5份。
[0006]所述粉煤灰是以玻璃体为主要物相的由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物，其粒径一般在1
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100μm之间，主要含二氧化硅、氧化铝和氧化铁。粉煤灰属于工业废弃物，将其作为水泥外加剂的主材料，实现了废弃物的回收利用，同时二氧化硅自身属于硅酸盐同质物，在水分存在的情况下能够与其他材料形成优质的连接性，在水泥中的空隙结构内形成沉积，增加水泥的紧实度；然而，以二氧化硅为主的粉煤灰一般呈球状，表面光滑，在整个体系中属于弱性连接，难以达到高强度的连接要求。因此，粉煤灰需要进行处理，来增加粉煤灰自身的表面活性，提高其与其他材料间的连接性，同时能够在硅酸盐水泥中作为化学连接中心，形成优质的连接效果。所述粉煤灰的处理方法包括如下步骤：a1，将粉煤灰放入至乙醇中搅拌形成浆料，然后研磨处理1
‑
3h，烘干得到粉煤灰细粉，所述粉煤灰与乙醇的体积比为3
‑
5:1，搅拌速度为500
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800r/min，所述研磨处理的压力为0.3
‑
0.5MPa，温度为20
‑
30℃，所述烘干的温度为90
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100℃；该步骤利用乙醇与粉煤灰的搅拌形成浆料，并在该体系下形成湿法研磨处理，从而实现了粉煤灰的细化与颗粒均匀化；a2，将粉煤灰细粉与生石灰搅拌均匀，并放入密封反应釜内，然后通入混合气体静置1
‑
4h，吹扫并烘干得到混合粉末，所述粉煤灰细粉与生石灰的质量比为10
‑
12:1，搅拌速度为100
‑
200r/min，所述密封反应釜的氛围为氮气氛围，所述混合气体由氮气与水蒸气组成，且水蒸气与氮气的体积比
为1:8
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10，混合气体的流速为1
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3mL./min，静置的温度为70
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80℃，压力为0.13
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0.15MPa，所述吹扫采用100
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110℃的氮气，吹扫速度为20
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30mL/min，烘干的温度为100
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120℃；该步骤将生石灰均匀混合在粉煤灰中，利用生石灰吸水后放热的特性，将粉煤灰内的玻璃网络结构破坏，即，Si
‑
O
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Si键受到破坏，将Si、Al、Fe等活性点位完全释放；a3，将混合粉末加入至水中超声处理30
‑
60min，抽滤烘干得到预活化粉煤灰，所述混合粉末与水的质量比为1:20
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30，超声处理的温度为10
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20℃，超声频率为50
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70kHz，所述烘干的温度为120
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150℃；该步骤利用超声与溶解的方式将氢氧化钙形成溶解，达到氢氧化钙与粉煤灰的固液分离，经由抽滤得到键团活化的粉煤灰；该工艺制备的活化粉煤灰已经将硅铝结构破坏，将活性点位释放，形成优质的吸附点位，对其他材料形成致密性吸附结合，同时，活化后粉煤灰遇水后形成大量的表面羟基，该羟基结构在固化反应中表现出硅羟基活性，能够与有机物质和其他硅系材料稳定连接，同时与灰钙粉等材料形成优质的结合，同时有机沥青材料内的活性基团与硅羟基形成原位缩合，提高了整个水泥体系的固化三维体系，提高整体的使用寿命。
[0007]所述灰钙粉是由以CaCO3为主要成分的天然优质石灰石，经高温煅烧后成为生石灰(CaO)后，再经精选，部分消化，然后再通过高速风选锤式粉碎机粉碎而成的。在使用过程中，遇水后的灰钙粉呈碱性，并在水泥出现裂纹时，渗透的水分与二氧化碳能够被灰钙粉吸收，并形成稳定的碳酸钙晶粒体系，且该晶粒属于内部自生长，达到填补的效果，同时粉煤灰的活化结构被钙离子吸收，打动内部沉降的效果，提高整体的紧实度。
[0008]所述甲基硅酸钠是一种刚性建筑防水材料，能够起到良好的渗透洁净性，快速渗透至硅酸盐水泥中，配合分子结构中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现“反毛细管效应”形成优异的憎水层。这一过程中，甲基硅酸钠受限于使用环境，能够形成内部空隙结构的渗透，提高混凝土紧密性，自身结构的刚性，提高了整个水泥的刚性。其次，甲基硅酸钠自身的封闭性，能够将孔隙结构形成封堵，以及自身的渗透性将水泥的空隙填补，达到整体材料的连接密度，甲基硅酸钠的疏水性，能够起到一定的拒水效果。
[0009]所述有机沥青材料采用乳化沥青，选自宏驰RHLW1
‑
2。乳化沥青是沥青与乳化剂的混合材料，能够将沥青均质化，形成优异的分散特性，沥青是由化学成分复杂的多种高分子组成的混合物，具有独特的流变性能。因其良好的粘结性、抗老化性和防水能力，在使用过程中，沥青材料能够作为粘合剂，将其他材料共混与粘结，并且沥青能够起到封闭防水的效果，将微孔材料形成封闭，减少微孔的水分沉积。
[0010]所述硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热系数高、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。在使用过程中，硅微粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体，起到抗渗、抗压的效果，同时能够有效的提升整体的致密性。
[0011]所述聚合硅酸铝铁具有较高的离子度，在使用过程中保持稳定性能够，具有良好本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥外加剂，其特征在于：其质量配比包括：粉煤灰100
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120份、灰钙粉3
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5份、甲基硅酸钠10
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30份、有机沥青材料20
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30份、微硅粉10
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20份、聚合硅酸铝铁2
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8份、甲基纤维素1
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2份、硫铝酸钙膨胀剂2
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5份。2.根据权利要求1所述的水泥外加剂，其特征在于：所述粉煤灰需要进行处理，来增加粉煤灰自身的表面活性。3.根据权利要求2所述的水泥外加剂，其特征在于：所述粉煤灰的处理方法包括如下步骤：a1，将粉煤灰放入至乙醇中搅拌形成浆料，然后研磨处理1
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3h，烘干得到粉煤灰细粉；a2，将粉煤灰细粉与生石灰搅拌均匀，并放入密封反应釜内，然后通入混合气体静置1
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4h，吹扫并烘干得到混合粉末；a3，将混合粉末加入至水中超声处理30
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60min，抽滤烘干得到预活化粉煤灰。4.根据权利要求3所述的水泥外加剂，其特征在于：所述粉煤灰与乙醇的体积比为3
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5:1，搅拌速度为500
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800r/min，所述研磨处理的压力为0.3
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0.5MPa，温度为20
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30℃，所述烘干的温度为90
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100℃。5.根据权利要求3所述的水泥外加剂，其特征在于：所述粉煤灰细粉与生石灰的质量比为10
‑
12:1，搅拌速度为100
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200r/min，所述密封反应釜的氛围为氮气氛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王介夫，
申请(专利权)人：武汉盛华鑫建筑材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：