專利名稱：一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土摻合料，具體涉及一種用于提高混凝土早期強(qiáng)度和縮短硬化時(shí)間的混凝土摻合料。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)的飛速發(fā)展，摻合料作為混凝土不可替代的重要組成部分， 在改善新拌混凝土性能，提高混凝土密實(shí)性耐久性等方面的作用日趨重要?；炷翐胶狭霞夹g(shù)已成為混凝土外加劑發(fā)明后，對(duì)混凝土技術(shù)進(jìn)步影響最大的一項(xiàng)技術(shù)?；炷翐胶狭霞夹g(shù)研究，就是減少水泥用量、改善施工性能、提高密實(shí)性和耐久性，全方位地提高混凝土 “綠色度”的綜合技術(shù)措施。目前的混凝土摻合料大多為粉煤灰、礦粉、硅粉等材料，可以顯著的改善混凝土的工作性，提高后期強(qiáng)度，降低脆性系數(shù)，而對(duì)混凝土早期強(qiáng)度無明顯改口 ο
在一些橋梁、隧道等混凝土的施工建筑以及特殊的搶修工程中，不僅要求混凝土具有高強(qiáng)、高性能，同時(shí)希望混凝土具有較高的早期強(qiáng)度，縮短拆模時(shí)間，提高模板的周轉(zhuǎn)率，從而縮短施工周期，提高工程進(jìn)度，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的早強(qiáng)劑能提高混凝土的早期強(qiáng)度，但只能提高混凝土的3天、7天強(qiáng)度，對(duì)1天甚至1天以前的強(qiáng)度無明顯改善， 而且很大程度上損失后期強(qiáng)度。中國發(fā)明專利申請(qǐng)200510037161. 9公開了一種水泥早強(qiáng)劑，是由硫酸亞鐵、粉煤灰、碳酸鈣粉混合而成，在水泥中添加3 5%。，能促使水泥在3天的早期強(qiáng)度達(dá)到20. 9MPa。但技術(shù)方案中的早期強(qiáng)度提高幅度不大，而且作為早強(qiáng)劑對(duì)水泥沒有節(jié)省，另一方面，它對(duì)1天和1天以前強(qiáng)度沒有顯著提高，對(duì)混凝土工作性能也沒有任何貝獻(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，這種早強(qiáng)復(fù)合摻合料不但能顯著提高混凝土 3h、8h、12h、ld強(qiáng)度，對(duì)后期強(qiáng)度基本無影響，而且還可以改善混凝土的工作性、穩(wěn)定性。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于提供有上述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料的制備方法及其使用方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，由下述比例的成分組成無機(jī)鹽混合物8 20份，有機(jī)鹽混合物1 8份，摻合料75 90份；所述無機(jī)鹽混合物是硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽三種物質(zhì)組成的混合物；所述硫酸鹽選自硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁和硫酸鉀鋁中的一種成分；所述硝酸鹽選自硝酸鈣、硝酸鉀和硝酸鈉中的一種成分；所述亞硝酸鹽選自亞硝酸鈣、亞硝酸鉀和亞硝酸鈉中的一種成分；所述有機(jī)鹽混合物選自尿素、三乙醇胺、甲酸鈣、二乙醇胺、三異丙醇胺、甲醇和乙酸鈉中的一種成分；所述摻合料的成分是硅粉。
上述技術(shù)方案的反應(yīng)機(jī)理是硫酸鹽的作用主要是加快水泥中的礦物混合成分參與水化；硝酸鹽、亞硝酸鹽對(duì)水泥水化有明顯的促進(jìn)作用，可以改善水泥石的孔結(jié)構(gòu)，減少大孔數(shù)量，使混凝土的結(jié)構(gòu)趨于密實(shí)，提高強(qiáng)度。亞硝酸鹽也有阻銹的作用，防止混凝土中的鋼筋被銹蝕，提高了混凝土的耐久性。有機(jī)鹽混合物的早強(qiáng)機(jī)理是該有機(jī)物能促進(jìn)C3A 的水化。在C3A-CaS04-H20體系中，它能加速鈣礬石的生成，從而提高混凝土早期強(qiáng)度。
所述無機(jī)鹽混合物中，硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽三種物質(zhì)的重量配比為硫酸鹽 20 60份，硝酸鹽40 50份，亞硝酸鹽20 45份。
所述無機(jī)鹽混合物中，硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽三種物質(zhì)的重量配比為硫酸鹽 50份，硝酸鹽50份，亞硝酸鹽35份。
無機(jī)鹽混合物12 15份，有機(jī)鹽混合物3 5份，摻合料78 85份。
無機(jī)鹽混合物14份，有機(jī)鹽混合物4份，摻合料78份。
所述硫酸鹽優(yōu)選的是硫酸鈉。
所述亞硝酸鹽優(yōu)選的是亞硝酸鈉。
所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料的制備方法為(1)按比例稱取無機(jī)鹽混合物和有機(jī)鹽混合物，混合攪拌均勻成混合料；(2)按比例稱取摻合料，將所稱的摻合料與上述混合料混合攪拌8 10分鐘，即可。
所述的一種早高強(qiáng)復(fù)合摻合料的使用方法，重量為a的水泥和重量為a*b的所述早強(qiáng)復(fù)合摻合料混合后，可以取代重量為a*b的水泥使用；其中5% ^b^ 8%。
本發(fā)明中使用的摻合料，其作用主要有以下幾個(gè)方面 1)填充性由于摻合料含有無定型SiO2，較高的比表面積和分散度，具有反應(yīng)快、活性高等優(yōu)點(diǎn)， 小的球狀顆粒則可以填充于水泥顆粒之間，使膠凝材料具有良好的級(jí)配。這種填充性提高了水泥石的密實(shí)度，顯著改善了水泥石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，摻合料中SiO2和Ca (OH)2之間的反應(yīng)增加了水泥石中C-S-H凝膠的體積，降低了水泥石內(nèi)部孔隙總體積，并使得大孔體積降低， 小孔增多，連通孔減少。
2)力學(xué)性能在混凝土內(nèi)部，由于泌水使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量毛細(xì)孔，并在骨料和鋼筋的下面形成疏松層，從而降低了水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。加入摻合料后，混凝土內(nèi)部的大量毛細(xì)水被摻合料所約束，減少了混凝土內(nèi)部的泌水，提高了水泥漿與骨料及鋼筋的粘結(jié)。并且由于火山灰反應(yīng)，改變了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土的強(qiáng)度大幅度提高。
3)抗?jié)B性由于摻合料顆粒小于水泥顆粒，可以充填到水泥顆粒中間的空隙中，使混凝土密實(shí)， 同時(shí)二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中滲透通道，使得混凝土的抗?jié)B能力增強(qiáng)。
4)抗堿骨料反應(yīng)由于摻合料粒子可以改善水泥膠結(jié)材的密封性能，減少水分子通過漿體的運(yùn)動(dòng)速度， 使得堿膨脹反應(yīng)所需的水分減少，同時(shí)摻合料的分散度較大，增大了 S^2的溶解度，使得水泥漿體中的堿離子的濃度相對(duì)減少。另外，在有摻合料參加時(shí)所形成的水化硅酸鈣的鈣硅比值較低，增加了凝膠的穩(wěn)定性。所以摻合料的加入使混凝土的抗堿骨料反應(yīng)的能力增強(qiáng)。
5)抗化學(xué)侵蝕性由于摻合料可明顯降低混凝土的滲透性，并使水泥漿體中的游離Ca (OH) 2減少，所以可使混凝土的抗化學(xué)侵蝕性的能力增強(qiáng)。
6)抗磨蝕性由于摻合料可減少混凝土的泌水和離析，提高水泥漿體與骨料粘結(jié)強(qiáng)度，所以可使混凝土抗沖刷的能力增強(qiáng)。
本發(fā)明的使用方法是等量替代水泥的5 8%，按照《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》的試驗(yàn)方法，1天抗壓強(qiáng)度比可達(dá)到160%以上，觀天強(qiáng)度不損失。
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明早強(qiáng)復(fù)合摻合料不燃、無腐蝕、無刺激性氣味、無毒，具有良好的儲(chǔ)存性，在 0 35°C溫度下儲(chǔ)存6個(gè)月以上，不出現(xiàn)潮解結(jié)塊等現(xiàn)象，不影響使用效果。本發(fā)明在推薦摻量(5 6%)下可改善混凝土的工作性，大幅度提高早期強(qiáng)度和耐久性，減少水泥用量，有利于環(huán)保、減少二氧化碳排放。可廣泛用于建筑工程、市政建設(shè)、軍事?lián)屝薰こ痰?，可大大縮短施工周期、加快工程進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
(2)本發(fā)明早強(qiáng)復(fù)合摻合料主要采用工業(yè)廢棄物為主要原材料，復(fù)配少量常用無機(jī)鹽，所以原材料具有廣泛的來源，成本較低，同時(shí)降低了工業(yè)廢渣對(duì)環(huán)境的污染，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)和推廣。
(3)本發(fā)明使用的摻合料為硅粉，成分單一，性質(zhì)穩(wěn)定。
(4)本發(fā)明早強(qiáng)復(fù)合摻合料將混凝土摻合料的功能與早強(qiáng)的功能結(jié)合起來，并且其早強(qiáng)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于了兩者的簡(jiǎn)單相加的功能。


圖1為本發(fā)明一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料的制備方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。制備實(shí)施例1制備實(shí)施例2制備實(shí)施例3制備實(shí)施例4制備實(shí)施例5硫酸鈉(單位kg)2070256545硝酸鈣(單位kg)4560505555亞硝酸鉀(單位kg)2050254535尿素(單位kg)10. 664406645硅粉(單位kg)797720800935765
按上述配比的硫酸鈉、硝酸鈣和亞硝酸鉀混合制備無機(jī)鹽混合物；按上述配比的尿素作為有機(jī)鹽混合物；稱取上述配比的硅粉作為摻合料；然后將上述有機(jī)鹽混合物、無機(jī)鹽混合物和摻合料混合，混合攪拌8 10分鐘使其攪拌均勻后，進(jìn)行裝包、密封、封存，即可得到本發(fā)明的早強(qiáng)復(fù)合摻合料。
拉法基P0. 42. 5R 水泥 423g 水225g標(biāo)準(zhǔn)砂1350g上述實(shí)施例得到的本發(fā)明一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料27g5檢測(cè)時(shí)，將上述配比的四種物料混合后，按照《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)，得到結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，由下述比例的成分組成無機(jī)鹽混合物8 20 份，有機(jī)鹽混合物1 8份，摻合料75 90份；所述無機(jī)鹽混合物是硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽三種物質(zhì)組成的混合物；所述硫酸鹽選自硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁和硫酸鉀鋁中的一種成分；所述硝酸鹽選自硝酸鈣、硝酸鉀和硝酸鈉中的一種成分；所述亞硝酸鹽選自亞硝酸鈣、亞硝酸鉀和亞硝酸鈉中的一種成分；所述有機(jī)鹽混合物選自尿素、三乙醇胺、甲酸鈣、二乙醇胺、三異丙醇胺、甲醇和乙酸鈉中的一種成分；所述摻合料的成分是硅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，所述無機(jī)鹽混合物中，硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽三種物質(zhì)的重量配比為硫酸鹽20 60份，硝酸鹽40 50份，亞硝酸鹽20 45份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，所述無機(jī)鹽混合物中，硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽三種物質(zhì)的重量配比為硫酸鹽50份，硝酸鹽50份，亞硝酸鹽35 份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，無機(jī)鹽混合物12 15 份，有機(jī)鹽混合物3 5份，摻合料78 85份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，無機(jī)鹽混合物14份，有機(jī)鹽混合物4份，摻合料78份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，所述硫酸鹽是硫酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，其特征在于，所述亞硝酸鹽是亞硝酸鈉。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料的制備方法，其特征在于(1)按比例稱取無機(jī)鹽混合物和有機(jī)鹽混合物，混合攪拌均勻成混合料；(2)按比例稱取摻合料，將所稱的摻合料與上述混合料混合攪拌8 10分鐘，即可。
9.權(quán)利要求8所述的一種早高強(qiáng)復(fù)合摻合料的使用方法，其特征在于，重量為a的水泥和重量為a*b的所述早強(qiáng)復(fù)合摻合料混合后，可以取代重量為a*b的水泥使用；其中 5%彡b彡8%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種早強(qiáng)復(fù)合摻合料，由下述比例的成分組成無機(jī)鹽混合物8～20份，有機(jī)鹽混合物1～8份，摻合料75～90份。這種早強(qiáng)復(fù)合摻合料不但能顯著提高混凝土3h、8h、12h、1d強(qiáng)度，對(duì)后期強(qiáng)度基本無影響，而且還可以改善混凝土的工作性、穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C04B24/04GK102503213SQ20111034911
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者廖華, 穆亞光, 羅朝廷, 羅珣, 陽中毅, 陽大福 申請(qǐng)人:中鐵巖鋒成都科技有限公司