CN101182000A

CN101182000A - 水化硅酸钙及其制备方法和含水化硅酸钙的混凝土防冻剂

Info

Publication number: CN101182000A
Application number: CNA2007101446467A
Authority: CN
Inventors: 王政; 李家和; 张玉珍
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2008-05-21

Abstract

水化硅酸钙及其制备方法和含水化硅酸钙的混凝土防冻剂，它属于建筑材料及其制造方法的领域。本发明解决了目前市场上的防冻剂因为混凝土防冻剂中盐含量大，而造成混凝土耐久性差、钢筋锈蚀、碱集料反应等问题。水化硅酸钙由钙质材料、硅质材料和水制成，其制备方法：先将钙质材料与硅质材料混匀，磨细，加水调成浆状料，1～3atm的条件下热反应2～5h。含水化硅酸钙的混凝土防冻剂是由水化硅酸钙、防冻组分、减水组分、引气组分和粉煤灰组成。水化硅酸钙以晶种水化来促进混凝土的水化，使水泥石的结构更加密实，混凝土的长期性能不会衰减。本发明的防冻剂不含氯盐，减少了混凝土冬期施工时因掺氯盐而带来的钢筋锈蚀破坏作用，使混凝土中的盐含量大幅度降低。

Description

水化硅酸钙及其制备方法和含水化硅酸钙的混凝土防冻剂

技术领域

本发明属于建筑材料及其制造方法的领域，具体涉及一种水化硅酸钙及其制备方法和含水化硅酸钙的混凝土防冻剂。

背景技术

混凝土是目前主要的建筑结构材料，其组成为：水泥+砂+石+矿物掺合料。此外在冬期施工中为了使水泥在负温下水化必须加入混凝土防冻剂。防冻剂的作用一方面为了在负温下产生液态水使水泥进行水化反应，另一方面是必须具有早强组分促进水泥石结构尽早形成。早期结构的形成使液态水进入孔隙降低冰点，同时结构形成后有利于水泥石结构的进一步发育。因而混凝土防冻剂必备的两个主要组分为防冻组分与早强组分，此外还有引气组分和减水组分。早强组分与防冻组分用量大且为盐类，而盐类的引入会对混凝土耐久性产生一系列影响，如引起钢筋锈蚀、碱集料反应等。这些影响直接关乎混凝土的寿命，为了提高混凝土的使用寿命，延长混凝土的服役期，目前混凝土施工业及建设主管部门均严格限制混凝土中盐的使用量。但在我国的三北地区，负温施工非常普遍。在负温施工过程中防冻剂是必要的混凝土组分。目前的防冻剂基本构成为二大系列，一是防冻型防冻剂，另一是早强型防冻剂，无论哪种防冻剂均以掺入盐类组分为主。盐类包括NaCl、Na₂SO₄、NaNO₂、Ca(NO₂)₂等，这些盐类对混凝土性能尤其是长期耐久性均会产生不良影响，尤其是含氯盐的防冻剂更会给混凝土带来不利的影响，在冬期施工时因混凝土中掺氯盐而使钢筋锈蚀破坏，而目前市场上的防冻剂大多以氯盐作为早强组分，这对混凝土的寿命会产生巨大的不良作用，如何降低混凝土中盐含量特别是氯盐含量是当今混凝土防冻剂研究中的重要课题。

发明内容

本发明的目的是解决因为混凝土防冻剂中盐含量大，而造成的混凝土耐久性差、钢筋锈蚀和碱集料反应的问题，提供了一种水化硅酸钙及其制备方法和含水化硅酸钙的混凝土防冻剂，本发明的防冻剂是用水化硅酸钙作为水泥水化的早强组分代替盐类早强组分，防冻剂中盐含量较目前的防冻剂中盐含量大幅下降。

本发明中的水化硅酸钙是由钙质材料、硅质材料和水制成，其中钙质材料与硅质材料的重量比为1.2～1.5∶1，水的重量与钙质材料和硅质材料的总重量比为3～4∶1。所述的硅质材料为硅藻土、蛋白石或矿渣，所述的钙质材料为生石灰或熟石灰。水化硅酸钙的制备方法如下：先将钙质材料与硅质材料按重量1.2～1.5∶1的比例混合均匀，然后磨细至45μ筛余3～10％的细度，再加入混合物总重量3～4倍的水调成浆状料并混匀，在1～3atm的条件下热反应2～5h，即得到水化硅酸钙。

本发明的含水化硅酸钙的混凝土防冻剂是按重量份数由40～50份的水化硅酸钙、40～50份的防冻组分、2.5～5份的减水组分、0.1份的引气组分和5～8份的粉煤灰组成，所述的防冻组分为NaNO₂或Ca(NO₂)₂，所述的减水组分为萘磺酸甲醛聚合物、三聚氰胺缩甲醛缩合物或马来酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺酸盐，所述的引气组分为三萜皂甙。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明生产过程简单易行，原材料廉价，有利于工业化生产。

2.本发明可使混凝土中的盐含量大幅度降低，进而可使由于盐存在导致混凝土劣化的现象得到彻底解决。

3.当本发明的水化硅酸钙的掺量为水泥量的5％时，施工3天的混凝土强度可提高20％～30％，28天强度可提高15％～20％。在使用合成的水化硅酸钙作为早强组分配制出低盐型防冻剂时，掺量为混凝土中水泥量的10％，-15℃条件下，混凝土的-7+28天强度可达到标养28天混凝土强度，产品性能可达到GB475标准要求，且混凝土中盐含量较目前常用防冻剂中盐含量降低40％。

4.本发明的含水化硅酸钙的混凝土防冻剂中不含氯盐，减少了混凝土冬期施工时因掺氯盐而带来的钢筋锈蚀破坏作用。

5.将本发明的含水化硅酸钙的混凝土防冻剂掺入混凝土中促进水化的原理是晶种水化，其效果会使水泥石的结构更加密实，结构更加合理，混凝土的长期性能不会衰减。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中的水化硅酸钙是由钙质材料、硅质材料和水制成，其中钙质材料与硅质材料的重量比为1.2～1.5∶1，水的重量与钙质材料和硅质材料的总重量比为3～4∶1，硅质材料为硅藻土、蛋白石或矿渣，钙质材料为生石灰或熟石灰。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是钙质材料与硅质材料的重量比为1.2～1.4∶1，其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是钙质材料与硅质材料的重量比为1.2∶1，其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式中水化硅酸钙制备方法的步骤如下：先将钙质材料与硅质材料按重量1.2～1.5∶1的比例混合均匀，然后磨细至45μ筛余3～10％的细度，再加入混合物总重量3～4倍的水调成浆状料并混匀，在1～3atm的条件下热反应2～5h，即得到水化硅酸钙。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是在步骤一中硅质材料与钙质材料按1.2～1.4∶1比例混合均匀。其它反应步骤与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是在步骤一中硅质材料与钙质材料按1.2∶1比例混合均匀。其它反应步骤与具体实施方式四相同。

具体实施方式七：本实施方式中的硅质材料为硅藻土、蛋白石或矿渣，钙质材料为生石灰或熟石灰。

具体实施方式八：本实施方式中含水化硅酸钙的混凝土防冻剂是按重量份数由40～50份的水化硅酸钙、40～50份的防冻组分、2.5～5份的减水组分、0.1份的引气组分和5～8份的粉煤灰制成，其制备是按常规的方法混合而成。

本实施方式中当水化硅酸钙的掺量为水泥量的5％时，施工3天的混凝土强度可提高20％～30％，28天强度可提高15％～20％。本实施方式中含水化硅酸钙的混凝土防冻剂的掺量为混凝土中水泥量的10％时，-15℃条件下，混凝土的-7+28天强度可达到标养28天混凝土强度，产品性能可达到GB475标准要求，且混凝土中盐含量较目前常用防冻剂中盐含量降低40％，防冻效果最好。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同的是含水化硅酸钙的混凝土防冻剂是按重量份数由35～45份的水化硅酸钙、35～45份的防冻组分、3～4.5份的减水组分、0.1份的引气组分和5.5～7.5份的粉煤灰制成。其它与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八不同的是含水化硅酸钙的混凝土防冻剂是按重量份数由30～40份的水化硅酸钙、30～40份的防冻组分、3.5～4份的减水组分、0.1份的引气组分和6～7份的粉煤灰制成。其它与具体实施方式八相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式八不同的是含水化硅酸钙的混凝土防冻剂是按重量份数由35份的水化硅酸钙、35份的防冻组分、3.7份的减水组分、0.1份的引气组分和6.5份的粉煤灰制成。其它与具体实施方式八相同。

具体实施方式十二：本实施方式所述的防冻组分为NaNO₂或Ca(NO₂)₂。其它与具体实施方式八至十一相同。

具体实施方式十三：本实施方式所述的防冻组分为Ca(NO₂)₂。其它与具体实施方式八至十一相同。

具体实施方式十四：本实施方式所述的减水组分为萘磺酸甲醛聚合物、三聚氰胺缩甲醛缩合物或马来酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺酸盐。其它与具体实施方式八至十一相同。

具体实施方式十五：本实施方式所述的减水组分为三聚氰胺缩甲醛缩合物，其它与具体实施方式八至十一相同。

具体实施方式十六：本实施方式所述的减水组分为马来酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺酸盐，其它与具体实施方式八至十一相同。

具体实施方式十七：本实施方式所述的引气组分为三萜皂甙。其它与具体实施方式八至十一相同。

Claims

1.一种水化硅酸钙，其特征在于水化硅酸钙由钙质材料、硅质材料和水制成，其中钙质材料与硅质材料的重量比为1.2～1.5∶1，水的重量与钙质材料和硅质材料的总重量比为3～4∶1。

2.根据权利要求1所述的水化硅酸钙，其特征在于钙质材料与硅质材料的重量比为1.2～1.4∶1。

3.根据权利要求1所述的水化硅酸钙，其特征在于钙质材料与硅质材料的重量比为1.2∶1。

4.根据权利要求1所述的水化硅酸钙，其特征在于水化硅酸钙中的硅质材料为硅藻土、蛋白石或矿渣。

5.根据权利要求1所述的水化硅酸钙，其特征在于水化硅酸钙中的钙质材料为生石灰或熟石灰。

6.制备权利要求1所述水化硅酸钙的方法，其特征在于水化硅酸钙的制备方法的步骤如下：先将钙质材料与硅质材料按重量1.2～1.5∶1的比例混合均匀，然后磨细至45μ筛余3～10％的细度，再加入混合物总重量3～4倍的水调成浆状料并混匀，在1～3atm的条件下热反应2～5h，即得到水化硅酸钙。

7.含有权利要求1所述水化硅酸钙的混凝土防冻剂，其特征在于所述的混凝土防冻剂是按重量份数由40～50份的水化硅酸钙、40～50份的防冻组分、2.5～5份的减水组分、0.1份的引气组分和5～8份的粉煤灰组成。

8.根据权利要求7所述的含水化硅酸钙的混凝土防冻剂，其特征在于所述的防冻组分为NaNO₂或Ca(NO₂)₂。

9.根据权利要求7所述的含水化硅酸钙的混凝土防冻剂，其特征在于所述的减水组分为萘磺酸甲醛聚合物、三聚氰胺缩甲醛缩合物或马来酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺酸盐。

10.根据权利要求7所述的含水化硅酸钙的混凝土防冻剂，其特征在于所述的引气组分为三萜皂甙。