【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料混凝土外加剂，尤其涉及一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、早强剂是一种可以用来加速水泥水化硬化，有效提高混凝土早期强度的混凝土外加剂。这种外加剂通常在冬季施工、紧急抢修或需要快速达到强度的工程中采用，在某些建筑工程及水泥混凝土制品的生产中具有不可或缺的重要作用，能够为建筑工程带来经济效益、工程效益，为水泥混凝土制品的生产提高效率，增加经济效益。
2、早强剂可以达到低掺量高早强的作用，使用简单方便，有利于提高生产效率。但传统早强剂在提高混凝土早期强度的同时，大多会导致后期强度倒缩以及混凝土工作性能降低。
3、早强剂种类繁多，不同的早强剂会对混凝土产生不同的影响，如：氯盐类是目前早强效果最佳的一种早强剂，但由于引入了氯离子会加速钢筋的锈蚀，使混凝土耐久性下降，现在被禁用于钢筋混凝土当中；硫酸盐类早强剂易引起混凝土泛霜、碱骨料反应以及硫酸盐侵蚀等，还可能导致混凝土后期孔结构粗化；而有机类早强剂，如甲酸钙、三乙醇胺、早强型聚羧酸减水剂等，掺量很少且不易控制，过掺会导致混凝土缓凝，而且不适用于蒸养混凝土当中。此外，目前研究较多的是有机无机复合型早强剂，这种复配早强剂的早强效果显著，对两种类型的早强剂有取长补短之效，但这种早强剂作用机理复杂，成分不稳定，实际应用很难控制掺量。
4、水合碳铝酸钙(3cao·al2o3·caco3·11h2o，hcac)，以单碳铝酸钙晶体的形式稳定存在，在水泥混凝土中添加水合碳铝酸钙可以明显提高混凝土的早期强度。水合碳铝酸钙
5、因此，现亟需提供一种工艺简单，早强效果优异且不影响混凝土后期抗压强度的水合碳铝酸钙早强剂。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提出了一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂及其制备方法和应用。该水合碳铝酸钙早强剂所使用的原材料种类少且便宜易得，制备工艺简单，设备需求少，可进行工业化大量生产；且制备得到的早强剂早强效果优异，不影响混凝土后期抗压强度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、本专利技术技术方案之一：
4、一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，包括以下步骤：
5、将含胶凝材料x的碱性混合液和碳酸盐溶液混合，依次进行高速搅拌水化、过滤、烘干和研磨，制备得到所述水合碳铝酸钙早强剂；
6、其中，所述胶凝材料x为铝酸盐水泥；所述含胶凝材料x的碱性混合液和碳酸盐溶液的体积比为1∶（0.2-1）。
7、有益效果：在此体积比范围内制备得到的水合碳铝酸钙含量高、杂质少，若碳酸盐添加量少，则不足以生成足够多的水合碳铝酸钙，若碳酸盐添加量多，则会生成较多的碳酸钙杂质，都会降低该早强剂的早强效果。
8、优选的，所述胶凝材料x为符合符合gb/t201-2015的铝酸盐水泥。
9、进一步，所述胶凝材料x包括ca50、ca60、ca70和ca80中的一种或多种。
10、优选的，所述含胶凝材料x的碱性混合液的质量浓度为10%-50%；
11、所述含胶凝材料x的碱性混合液的ph为13±1。
12、有益效果：在本专利技术限定的ph值条件下制备得到的早强剂具有较好的强度；若是低于该ph，则会出现氢氧化铝凝胶等副产物，影响水泥强度。
13、优选的，所述含胶凝材料x的碱性混合液的制备过程为：将胶凝材料x溶于水，加入ph调节剂混合均匀得到；
14、所述ph调节剂为可溶性碱性物质。
15、进一步，所述可溶性碱性物质包括碱金属氢氧化物（优选为氢氧化钠、氢氧化钾）或偏铝酸钠。
16、优选的，所述碳酸盐溶液的质量浓度为10%-50%。
17、有益效果：在本专利技术限定的碳酸盐溶液的质量浓度下可以保证反应的正常进行以及提高水合碳铝酸钙产率。避免因为浓度过低，出现水合碳铝酸钙产率低下，造成成本提升；以及由于浓度过高，造成大量离子析出，反应进程缓慢等问题。
18、进一步，所述碳酸盐溶液中的碳酸盐包括碳酸钾、碳酸钠或碳酸铵。
19、优选的，所述高速搅拌水化过程中的转速为100-2000r/min；高速搅拌水化的时间为5-10h。
20、有益效果：该转速范围内，既可以保证反应物搅拌混合均匀、反应充分，又不会造成生产能耗过高，成本陡增。
21、优选的，所述烘干过程中的烘干温度为40℃-100℃；烘干至恒重。
22、优选的，所述研磨过程为：将所述烘干后的产物磨细至平均粒径为200-2500目。
23、有益效果：该粒径范围与混凝土胶凝材料粒径范围匹配，粉磨太粗则会影响水化反应进程，粉磨太细虽然早强效果有部分提升，但能耗过大。
24、本专利技术技术方案之二：
25、一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂，由上述制备方法制备得到。
26、本专利技术技术方案之三：
27、如上述一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂在提高混凝土早期强度中的应用。
28、优选的，所述水合碳铝酸钙早强剂的折固掺量为胶凝材料y的1-5wt.%；
29、所述胶凝材料y为所述混凝土中的原料。
30、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
31、1、本专利技术制备得到的水合碳铝酸钙早强剂的生产原材料种类少、制备工艺简单，所需生产设备较少，容易进行工业化生产；
32、2、本专利技术公开的水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，通过调整原料配比和粉磨细度，制备出早强效果优异的早强剂，对胶凝材料具有很好的适应性；
33、3、本专利技术制备得到的水合碳铝酸钙早强剂使用方法简单，可以在混凝土搅拌过程中直
34、接加入，在混凝土体系中具有较好的分散效果；
35、4、本专利技术制备得到的水合碳铝酸钙早强剂用量少，早强效果显著，且可小幅度提升混凝土后期强度。
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1.一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述含胶凝材料X包括CA50、CA60、CA70和CA80中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述含胶凝材料X的碱性混合液的质量百分浓度为10%-50%；
4.根据权利要求2所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述含胶凝材料X的碱性混合液的制备过程为：将胶凝材料X溶于水，加入pH调节剂混合均匀得到；
5.根据权利要求1所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐溶液的质量浓度为10%-50%。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌水化过程中的转速为100-2000r/min；高速搅拌水化的时间为5-10h。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述研磨过程为
8.一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。
9.如权利要求8所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂在提高混凝土早期强度中的应用。
10.根据权利要求9所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂在提高混凝土早期强度中的应用，其特征在于，所述水合碳铝酸钙早强剂的折固掺量为胶凝材料Y的1-5wt.%；
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述含胶凝材料x包括ca50、ca60、ca70和ca80中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述含胶凝材料x的碱性混合液的质量百分浓度为10%-50%；
4.根据权利要求2所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述含胶凝材料x的碱性混合液的制备过程为：将胶凝材料x溶于水，加入ph调节剂混合均匀得到；
5.根据权利要求1所述的一种混凝土用水合碳铝酸钙早强剂的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐溶液的质量浓度为10%-50%。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昭洋，腾银见，吴伟，李茜茜，李松，王玉乾，李智涵，王军，王龙飞，
申请(专利权)人：石家庄市长安育才建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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