CN108191290A - 一种复合型激发剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土的外添加剂，特别涉及主要针对应用于混凝土领域中添加矿物掺和物的混凝土拌合物体系中，并对矿物掺和物具有激发作用的外添加剂。本发明设计了复合型的激发剂，是在激发剂的基础之上再添加了减水剂，消泡剂，降粘剂等辅助助剂参与制备，其制备出的激发剂对矿物掺和物以及水泥有良好的激发效果，并且在使用的过程中能够加大矿物掺合料的用量，在减少生产成本的同时还能增强混凝土性质。本发明运用于混凝土体系中主要运用粉煤灰以及矿粉两类物质作为掺和物，并添加了各类激发性化学物质以配置复合型的激发剂，具有激发作用的物质相互叠加使用，其相应的作用相互互补以达到最大的激发作用。

Description

一种复合型激发剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土的外添加剂，特别涉及主要针对应用于混凝土领域中添加矿物掺和物的混凝土拌合物体系中，并对矿物掺和物具有激发作用的外添加剂。

背景技术

在目前人类基础工程的建设过程中，在建筑上材料的使用越来越多样化，但是在众多的建筑材料的使用中，混凝土材料的使用依旧占据着很大的份额，这主要是因为在众多的建筑材料中，混凝土是价格低廉、产品性能易于调控的一种建筑材料，因此在目前的建筑工程中，混凝土建筑还是被广泛运用的一种建筑材料。但是随着科学技术以及经济水平的不断发展，如何将混凝土建筑材料做到高效环保已经是目前建筑工程中对于混凝土的要求。而基于这一要求，矿物掺和物进入到了混凝土领域。

而被广泛的运用于混凝土领域中的矿物掺和物主要是由粉煤灰、火山灰、硅灰、矿粉等几类，矿物掺和物的主要来源分为人工制备、工业废料、天然生成几大类。而在混凝土体系中添加矿物矿物掺合料不仅能够改善混凝土的实际的物理性能，并且在混凝土中使用矿物掺合料能够最大幅度的提高工业废料的消耗，制备出绿色可持续的混凝土，实现矿物掺和物的合理利用。

但是将矿物掺和物运用在混凝土工程中时，虽然矿物掺和物中具有大量的活性物质，但是在使用的过程中较难发挥作用，因此， 在使用矿物掺合料时，有必要掺入其它有激发作用的物质激活矿物掺合料中的活性组分。

中国发明专利公开号CN1386715A公开了一种水泥强度激发剂的制作方法，在该专利中使用了有机硅增强剂以及带有早强效果的水泥助剂在加上镧铈稀土元素制备，有本专利制备的水泥激发剂有良好的激发效果，能够对水泥的强度进行有效的激发，但是在制备的过程中采用了稀土元素，稀土元素的成本比较高，在使用的过程中成本较高，除此之外，该专利制备的激发剂只是针对水泥的强度进行激发，而这对于混凝土土材料的使用具有单一的性能。

而综合目前市面上针对混凝土而公布的激发剂来看，大对数的激发剂都是针对水泥等材料的激发，而针对矿物掺合料的激发剂比较少见，但是近年以来针对混凝土拌和过程中加入了矿物掺和物之后，如何添加合适的助剂来激发掺和物的活性是一个需要深入研究使用的。

发明内容

本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种针对于添加在混凝土中的矿物掺合料，其能有效激发矿物掺和料活性的复合型激发剂。

本发明所述的复合型激发剂，主要由矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠组成，各组分之间的重量份比为：矿物掺和物180-240份，二水石膏5-15份、硫酸钠2-4份、氢氧化钙2-4份、萘系减水剂0.3-0.7份、三异丙醇胺0.1-0.2份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.001-0.002份、微珠0.01-0.02份、亚硝酸钠0.1-0.2份。

各组分之间的重量份比为：矿物掺和物200份、二水石膏10份、硫酸钠3份、氢氧化钙3份、萘系减水剂0.5份、三异丙醇胺0.1份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.001份、微珠0.01份、亚硝酸钠0.1份。

所述的矿物掺和物为粉煤灰和矿粉混合而得，粉煤灰与矿粉的重量比为：4-5:5-6。

本发明所述的复合型激发剂，它的制备步骤为：

a、在进行制备前先检查反应设备运行正常；

b、将矿粉和粉煤灰进行初混；矿粉掺和物混合比例为粉煤灰：矿粉=4-5:5-6，将混合均匀后所得的矿物掺和物置于储料釜中储存备用；

c、在干粉搅拌釜中按重量份比加入矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠；

d、将干粉搅拌釜中的物料搅拌均匀，并将搅拌好的混合物移至储料釜中储存备用。

本发明所述的复合型激发剂，在使用中，控制水胶比为0.38，掺量为混凝土重量的0.8%。

本发明运用于混凝土体系中主要运用粉煤灰以及矿粉两类物质作为掺和物，并添加了各类激发性化学物质以配置复合型的激发剂，具有激发作用的物质相互叠加使用，其相应的作用相互互补以达到最大的激发作用。其机理为：

1、粉煤灰：目前市面上的大多数的粉煤灰都是煤粉炉发电的电厂排放出的废料，因此，目前市面上的粉煤灰大多被闲置，而如何对粉煤灰进行再利用既能在保证混凝土性能不改变的基础之上减少水泥的用量并且还能够对粉煤灰进行再利用，这有利于资源的合理使用并减轻环境的压力。

而在混凝土中添加粉煤灰，粉煤灰作为一种酸性氧化物，其是具有潜在活性的火山灰质粉末，在碱性的环境中，粉煤灰中的硅铝玻璃的活性低，其盐析构成的三维空间聚集网络结构的解聚能力低，并且其形成的玻璃微珠的硬度较高，在混凝土的体系中不易被破坏。除此之外，粉煤灰的比表面积小，在混凝土中国添加粉煤灰能够有效的减少混凝土中毛细微孔的数目从而能够有效的减少混凝土的干缩现象。

2、矿粉：矿粉的比表面积比粉煤灰大，在混凝土中添加矿粉能够充分的发挥矿粉的活性。矿粉中还含有硅酸一钙、硅酸二钙等结晶态的组分，因此矿粉具有一定的自身水硬性，添加在混凝土中能够有效的减少混凝土的泌水性。

3、矿物掺合料的设计：在混凝土的体系中掺加一定的粉煤灰以及矿粉都能对体系的性能有所改进，而经过实际的实践发现在体系中采用粉煤灰以及矿粉复合加入的方式能够起到作用相互叠加的效果。其复合型的矿物掺合料的具体的性能特征变现在：其一，在新拌混凝土中掺入矿物掺合料，其能够很好的分散在水泥颗粒中，其对水泥浆体的凝聚现象产生很好的解聚效果从而增加水泥的流动性并减小体系的黏度；其二，降低体系中的水化温度，在混凝土拌和物中加入矿物掺合料，能够有效的减少水泥的用量，从而避免因水泥水化而产生的内外温度差形成的温度应力而使混凝土开裂；其三，不同的矿物掺合料的使用能够起到很好的叠加效果，两种矿物之间的作用相互叠加能够有效的改善混凝土的各项性能，减少收缩提高混凝土的耐久性。

4、二水石膏：二水石膏的加入能够有效的激发矿物掺合料中的活性的氧化硅，氧化铝等组分，并且还为体系中提供了生成硬胶凝性产物所需的钙离子，所生成的凝胶形成良好的网络结构得到硬度更高的水化产物。因此二水石膏的加入还具有一定的增强效果。

5、硫酸钠：硫酸钠中含有碱性金属钠，碱性的物质能够打破矿物掺合料中的玻璃体结构而达到激化的效果，除此之外，矿渣微粉中还含有一定的非桥氧键，而碱性离子的加入易于打破这些离子，故硫酸钠对于矿渣具有一定的激化作用。并且硫酸钠还具有一定的增强效果，能够有效的增强混凝土的早期强度。

6、氢氧化钙：氢氧化钙比水更易进入到矿物掺合料中网状结构的孔穴，其能够与矿物掺合料中的阴离子发生作用而促进结构的解离而达到激活作用，另外氢氧化钙还为体系中引入了钙离子，钙离子浓度的增加促进了矿物掺合料中的活性组分的水化，其生成相应的水化产物而激发掺和物中的活性成分。

7、萘系减水剂：由于矿物掺合料与水泥相比更容易与水结合 ，因此在使用的过程中需水量较大，而在体系中加入了相应的减水剂的成分能够有效的控制体系的用水量，并增大混凝土体系的流动度，降低黏度。

8、三异丙醇胺：三异丙醇胺具有空间立体的结构，能够有效的降低能耗，并且具有很强的分散作用，在使用的过程中能够有效的增大体系的流动性从而降低黏度，除此之外，三异丙醇胺的加入还能够增强水泥的强度。

9、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚是良好的消泡剂，在混凝土的拌和过程中由于物理拌和的机械作用会在体系中引入一定的气泡，而这一类气泡的形成不利于混凝土强度的保持，因此，在体系中使用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚作为消泡剂能够有效的抑制未生成的气泡并将已经生成的气泡打散，减少混凝土的强度损失。

10、微珠：微珠在本激发剂中是降黏的作用，由于体系中引入了大量的矿粉物质掺合料，中而异类物质的掺入会使混凝土体系中的黏度增大，而微珠全为正球状的结构，其极细的颗粒组分添加在混凝土中有良好的“滚珠效应”，这在混凝土中起到很好的润滑作用，能够有效的降低体系的黏度，并且将微珠与减水剂相互配合使用能够有效的起到相互叠加的作用，其与减水剂配合使用能进一步降低体系黏度并增强水泥颗粒之间的密实度。

11、亚硝酸钠：亚硝酸钠是良好的防锈防腐剂，在激发剂中加入亚硝酸钠能够有效的预防混凝土工程被腐蚀，这能够有效的延长混凝土的耐久性。

本发明设计了复合型的激发剂，是在激发剂的基础之上再添加了减水剂，消泡剂，降粘剂等辅助助剂参与制备，其制备出的激发剂对矿物掺和物以及水泥有良好的激发效果，并且在使用的过程中能够加大矿物掺合料的用量，在减少生产成本的同时还能增强混凝土性质。

本发明所述的复合型激发剂，在使用的过程中与普通的混凝土拌和物进行性能上的比较，其具体的性能特征如下表所示：

从具体的数据比较可以看出，有本发明制备的激发剂添加在混凝土中既能够有效的节省混凝土使用的成本，并且在添加了矿物掺和物以及激发剂了之后不影响混凝土的各项物理性能。

运用于混凝土体系中主要运用粉煤灰以及矿粉两类物质作为掺和物，并添加了各类激发性化学物质以配置复合型的激发剂，具有激发作用的物质相互叠加使用，其相应的作用相互互补以达到最大的激发作用。除此之外，在本激发剂的体系中还添加了相应的消泡剂，表面增强剂以优化混凝土的各项使用性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但不限于实施例。

实施例1

本发明所述的复合型激发剂，主要由矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠组成，各组分之间的重量份比为矿物掺和物200份、二水石膏10份、硫酸钠3份、氢氧化钙3份、萘系减水剂0.5份、三异丙醇胺0.1份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.001份、微珠0.01份、亚硝酸钠0.1份。

所述的矿物掺和物为粉煤灰和矿粉混合而得，粉煤灰与矿粉的重量比为：4:6。

实施例2

本发明所述的复合型激发剂，主要由矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠组成，各组分之间的重量份比为：矿物掺和物180份，二水石膏5份、硫酸钠2份、氢氧化钙2份、萘系减水剂0.3份、三异丙醇胺0.1份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.001份、微珠0.01份、亚硝酸钠0.1份。

所述的矿物掺和物为粉煤灰和矿粉混合而得，粉煤灰与矿粉的重量比为：4：6。

实施例3

本发明所述的复合型激发剂，主要由矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠组成，各组分之间的重量份比为：矿物掺和物240份，二水石膏15份、硫酸钠4份、氢氧化钙4份、萘系减水剂0.7份、三异丙醇胺0.2份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.002份、微珠0.02份、亚硝酸钠0.2份。

所述的矿物掺和物为粉煤灰和矿粉混合而得，粉煤灰与矿粉的重量比为：5:5。

实施例4

本发明所述的复合型激发剂，它的制备步骤为：

a、在正式进行制备前先检查反应设备是否能够正常运行。

b、将矿粉和粉煤灰进行初混；矿粉掺和物混合比例设计为40%的粉煤灰，60%的矿粉。将混合均匀后的矿物掺和物置于储料釜中储存备用。

c、在干粉搅拌釜中加入200份矿物掺和物、3份硫酸钠、10份二水石膏、3份氢氧化钙、0.5份萘系减水剂、0.1份三异丙醇胺、0.001份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、0.01份微珠、0.1份亚硝酸钠。

d、将所加的试剂搅拌均匀，并将产物移至储料釜中储存备用。

e、本发明制备的激发剂在使用的过程中水胶比为0.38，掺量为0.8%。

Claims (5)

1.一种复合型激发剂，主要由矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠组成，其特征在于，各组分之间的重量份比为：矿物掺和物180-240份，二水石膏5-15份、硫酸钠2-4份、氢氧化钙2-4份、萘系减水剂0.3-0.7份、三异丙醇胺0.1-0.2份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.001-0.002份、微珠0.01-0.02份、亚硝酸钠0.1-0.2份。

2.根据权利要求1所述的复合型激发剂，其特征在于，各组分之间的重量份比为：矿物掺和物200份、二水石膏10份、硫酸钠3份、氢氧化钙3份、萘系减水剂0.5份、三异丙醇胺0.1份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.001份、微珠0.01份、亚硝酸钠0.1份。

3.根据权利要求1所述的复合型激发剂，其特征在于，所述的矿物掺和物为粉煤灰和矿粉混合而得，粉煤灰与矿粉的重量比为：4-5:5-6。

4.根据权利要求1所述的复合型激发剂，其特征在于，它的制备步骤为：

a、在进行制备前先检查反应设备运行正常；

b、将矿粉和粉煤灰进行初混；矿粉掺和物混合比例为粉煤灰：矿粉=4-5:5-6，将混合均匀后所得的矿物掺和物置于储料釜中储存备用；

c、在干粉搅拌釜中按重量份比加入矿物掺和物、硫酸钠、二水石膏、氢氧化钙、萘系减水剂、三异丙醇胺、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、微珠、亚硝酸钠；

d、将干粉搅拌釜中的物料搅拌均匀，并将搅拌好的混合物移至储料釜中储存备用。

5.根据权利要求1所述的复合型激发剂，其特征在于，其使用方法为控制水胶比为0.38，掺量为混凝土重量的0.8%。