【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水泥体积控缩剂，具体涉及一种石膏矿渣水泥体积控缩剂及其制备方法。
技术介绍
1、石膏矿渣水泥又名超硫酸盐水泥或矿渣硫酸盐水泥，石膏矿渣水泥的组分为：矿粉和硫酸钙的总含量不低于90％，其中矿粉含量不低于75％，硅酸盐水泥熟料、石灰及其它成分的含量不高于10％。其水化反应过程如下：
2、2cao·3caso4·al2o3+ca(oh)2+3(cao·sio2)+34h2o→3cao·al2o3·3caso4·32h2o+3(cao·sio2·h2o) (1)
3、al2o3+3ca(oh)2+3caso4·2h2o+23h2o→3caoal2o3·3caso4·32h2o (2)
4、水化产物主要为钙矾石(简称“aft”)和c-s-h，aft提供早期强度，c-s-h主要提供后期强度。从上式(1)和(2)可以看出：石膏矿渣水泥的水化产物与硅酸盐水泥类似，其28天的体积收缩率也与普通硅酸盐水泥相当，约为0.04～0.1％。但是，水泥混凝土后期易出现体积收缩的问题，导致混凝土开裂，影响使用性能。
5、水泥混凝土的收缩是导致工程后期开裂、耐久性差的主要原因之一。因此，提高体积稳定性对于石膏矿渣水泥用于工程应用具有重要的实际意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种石膏矿渣水泥体积控缩剂及其制备方法，该体积控缩剂可有效解决石膏矿渣水泥混凝土后期易出现收缩、开裂，从而导致耐久性差的问题。
3、一种石膏矿渣水泥体积控缩剂，包括硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉、纳米复合材料粉，硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉和纳米复合材料粉的质量比为1:0.1-1.0:0.5-2.0:0.1-0.5:0.05-0.3。
4、进一步地，硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉和纳米复合材料粉的质量比为1:0.3:1.0:0.3:0.3。
5、进一步地，改性沸石粉采用以下方法制备：向沸石粉中添加氟化钙粉体，混匀后进行煅烧，自然冷却后粉磨，制得。
6、进一步地，氟化钙的掺量为0.5-1.0％，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为1-2h。
7、进一步地，粉磨后粉末的比表面积大于600m2/kg。
8、进一步地，碱粉包括氢氧化钙粉、氢氧化钾粉和氢氧化钠粉中的至少一种。
9、进一步地，纳米复合材料为纳米二氧化锆和纳米氧化钙的混合物，粒径为1-100nm。
10、进一步地，纳米二氧化锆和纳米氧化钙的质量比为1:1-3。
11、进一步地，控缩剂在石膏矿渣水泥中的掺量为4-10％。
12、上述石膏矿渣水泥体积控缩剂的制备方法，包括以下步骤：
13、(1)将硫酸铝盐水泥熟料和纳米复合材料粉混合均匀，制得复合粉剂；
14、(2)将步骤(1)中的复合粉剂与剩余原料混合均匀即可。
15、本专利技术所产生的有益效果为：
16、本专利技术中的体积控缩剂在控制石膏矿渣水泥碱度和水化程度的同时，通过以下三方面发挥控缩作用，第一，减少硬化体失水率，减小干缩；第二，通过体积控缩剂中的蓄水载体，在石膏矿渣水泥水化过程中缓慢释放水分，保证后期水化，提高硬化体的致密性；第三，通过化学反应生成硬化结构达到补偿收缩效果，具体原理如下：
17、本专利技术控缩剂中使用的碱粉主要是用于调控水泥水化硬化过程中的碱度，促进水泥水化；使用的硅氧烷粉是一种小分子结构，可深入渗透到石膏矿渣水泥毛细管壁，与水化水泥发生化学反应形成聚硅氧烷互穿的网络结构，在保持呼吸透气功能的同时，确保水泥构件结构免受腐蚀，有效降低石膏矿渣水泥毛细孔的吸水率和失水率，减小因失水带来的收缩的问题；
18、改性沸石粉具有多孔结构，具有一定的蓄水能力，可以充当蓄水载体发挥作用；石膏矿渣水泥水化速度较慢，随着水化的进行，石膏矿渣水泥硬化体内部的自由水含量逐渐降低，相对湿度下降，此时，改性沸石粉中储存的水分逐渐释放到基体中，用于补偿基体由于水分含量下降造成的收缩问题，从而降低石膏水泥硬化体的收缩率，发挥抵抗收缩的作用；沸石粉在使用过程中采用氟化钙进行改性处理，氟化钙作为矿化剂掺入到沸石粉中，可降低沸石粉晶格破坏的反应温度，使得沸石粉在较低的煅烧温度下即可发生晶体结构的破坏，使得煅烧后的沸石粉颗粒表面更加光滑，颗粒之间的摩擦相互作用较弱，对石膏矿渣水泥拌合料工作性能的影响更小，同时，使得改性后的沸石粉储水和释放水分的能力得到提升，以便补偿石膏矿渣水泥硬化体失水带来的收缩问题。
19、硫铝酸盐水泥熟料具有加速石膏矿渣水泥水化进程的作用，同时，可以提供铝质组分，在拌合水的作用反应，铝质组分中的铝酸三钙先与石膏矿渣水泥中的caso4和氢氧化钙反应生成水化硫铝酸钙，产生体积膨胀，用于补偿石膏矿渣水泥水化作用引起的宏观体积减小的问题。
20、纳米复合材料在石膏矿渣水泥体系中发挥纳米粉体填充效应，用于填充硬化体的纳米孔隙，控制水泥硬化体自收缩；同时，纳米复合粉体还可以发挥晶核作用，促进体系水化，提高体系致密性，控制体系化学收缩；具体反应过程如下：3ca+3caso4+32h2o→c3a·3caso4·32h2o+2(al2o3·h2o)；由此可知通过将上述成分共同使用，来解决控制收缩的问题。
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1.一种石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，包括硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉、纳米复合材料粉，所述硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉和纳米复合材料粉的质量比为1:0.1-1.0:0.5-2.0:0.1-0.5:0.05-0.3。
2.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉和纳米复合材料粉的质量比为1:0.3:1.0:0.3:0.3。
3.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，所述改性沸石粉采用以下方法制备：向沸石粉中添加氟化钙粉体，混匀后进行煅烧，自然冷却后粉磨，制得。
4.如权利要求3所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，氟化钙的掺量为0.5-1.0％，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为1-2h。
5.如权利要求3所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，粉磨后粉末的比表面积大于600m2/kg。
6.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，所述碱粉包括氢氧化钙粉、氢氧化钾粉和氢氧化钠粉中的至
7.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，纳米复合材料为纳米二氧化锆和纳米氧化钙的混合物，粒径为1-100nm。
8.如权利要求7所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，纳米二氧化锆和纳米氧化钙的质量比为1:1-3。
9.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，所述控缩剂在石膏矿渣水泥中的掺量为4-10％。
10.权利要求1-9中任一项所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，包括硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉、纳米复合材料粉，所述硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉和纳米复合材料粉的质量比为1:0.1-1.0:0.5-2.0:0.1-0.5:0.05-0.3。
2.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥熟料、碱粉、改性沸石粉、硅氧烷粉和纳米复合材料粉的质量比为1:0.3:1.0:0.3:0.3。
3.如权利要求1所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，所述改性沸石粉采用以下方法制备：向沸石粉中添加氟化钙粉体，混匀后进行煅烧，自然冷却后粉磨，制得。
4.如权利要求3所述的石膏矿渣水泥体积控缩剂，其特征在于，氟化钙的掺量为0.5-1.0％，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：余保英，王冲，高育欣，周帅，方正，郭卜闽，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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