一種改性混凝土膨脹劑的製備方法與流程
2023-07-25 20:48:21
本發明屬於建築材料
技術領域：
，具體涉及一種改性混凝土膨脹劑的製備方法。
背景技術：
：混凝土膨脹劑是一種與水泥、水拌合後經水化反應生成鈣礬石、氫氧化鈣或鈣礬石和氫氧化鈣，使混凝土產生體積膨脹的外加劑，主要應用於地下建築物，液狀材料容池，高強度公路路面、橋梁混凝土面層、涵洞，預製構件、框架結構接頭的錨接、管道接頭等領域。用於水泥或水泥混凝土中的膨脹劑的功能是使硬化後的混凝土產生一定的體積膨脹，減少水泥或水泥混凝土硬化早期產生的收縮裂縫。混凝土在凝結初期或硬化過程中，由於水泥自身水化或失水等問題，使得混凝土結構出現幹縮、冷縮和自身體積收縮的現象。當收縮值大於混凝土的極限拉伸值時，就會破壞混凝土的結構，造成開裂。混凝土膨脹劑作為一種新型混凝土外加劑，它可以與水泥、水反應產生體積變大的結晶，使混凝土體積膨脹，產生一定預應力，有助於控制混凝土的收縮開裂，保護混凝土結構。目前，混凝土膨脹劑的種類多樣，申請號201510107822.4的發明專利申請公開了一種採用鎂渣等原料製成的混凝土用膨脹劑，可以解決現有膨脹劑不適於補償大體積水工混凝土收縮的問題；申請號為201310720154.3的發明專利申請公開了一種採用氟石膏粉、粉煤灰等原料製成的環保型混凝土抗裂膨脹劑，抗裂補漏效果好；申請號為201510198236.5的發明專利申請公開了一種採用含鋁工業廢渣為原料製成的混凝土高效膨脹劑，活性al2o3溶出量較多，膨脹效能較高。雖然目前的混凝土膨脹劑已經得到了廣泛應用，但現在市場上的混凝土膨脹劑存在膨脹率不高，膨脹率與混凝土強度發展不協調，膨脹效果的持續穩定性較差等問題。我國目前市場上流通較廣泛的混凝土膨脹劑當屬基於鈣礬石的硫鋁酸鹽型膨脹劑，這類鈣礬石型膨脹劑早期膨脹發揮過快的特性決定了這類混凝土膨脹劑只有在限制條件下才能發揮作用，即限制膨脹補償限制收縮，其對目前建築行業中大量無鋼筋限制或限制條件較小的工程或部分結構(道路、牆體)起不到應有的補償作用。並且此類混凝土膨脹劑對收縮的補償主要發生在水化早期，對水泥基材料的中後期收縮補償作用不明顯。綜上所述，因此需要一種更好的混凝土膨脹劑來改善現有技術的不足。技術實現要素：本發明的目的是提供一種改性混凝土膨脹劑的製備方法，本發明的製備方法簡單，製備的膨脹劑的膨脹率與混凝土強度發展一致，硬化後的混凝土質量好，抗壓性能、抗折性能優異，具有良好的經濟效益和環保效益。本發明提供了如下的技術方案：一種改性混凝土膨脹劑的製備方法，包括以下製備步驟：a、將鎳渣、脫硫石膏和高鋁粉煤灰混合均勻，用球磨機球磨30-50min，得到粉末；b、將納米碳酸鈣和納米氧化鎂進行高壓碾壓並混合均勻，再兌水調和成濃度為60-80％的漿液，升溫至150-180℃，攪拌混合併滴加漿液總質量5-9％的γ-氨丙基三乙氧基矽烷，保溫加熱40-60min，得到活化漿液；c、將步驟a的粉末和步驟b的活化漿液混合均勻，再加入改性溶液a，在1000-1200r/min的攪拌速度下攪拌30-50min，再置於60-80℃下烘乾，得到混合物一；d、將混合物一與改性溶液b按體積比2:7混合併攪拌均勻，在60-80℃下乾燥3-4h後，即可得到成品。優選的，所述改性混凝土膨脹劑包括以下重量份的原料：鎳渣28-35份、脫硫石膏22-28份、高鋁粉煤灰19-26份、納米碳酸鈣24-35份、納米氧化鎂28-32份、水45-56份、γ-氨丙基三乙氧基矽烷18-24份、改性溶液a12-22份和改性溶液b15-20份。優選的，所述步驟a的脫硫石膏是在160-180℃蒸汽養護箱中，蒸汽養護2-3天後，將其置於馬弗爐中，在氮氣保護下，對其加熱升溫至220-250℃，控制升溫速率為5-8℃/min，煅燒30-40min後，繼續升溫加熱對其煅燒，控制升溫速率為5-10℃/min，待溫度升至800-1000℃後，保溫煅燒40-60min，隨後靜置冷卻至常溫，製備而得。優選的，所述步驟c的改性溶液a為將苯酚添加至無水乙醇中，攪拌混合併滴加ph調節劑，調節溶液ph至4-5.5，隨後加熱升溫至50-65℃，攪拌混合20-25min，製備得改性溶液。優選的，所述苯酚與至無水乙醇按體積比2:5混合。優選的，所述ph調節劑為質量濃度為15-18％的鹽酸溶液。優選的，所述步驟d的改性溶液b為微晶纖維素與二氯甲烷攪拌按固液比1:3混合後，再添加保護液攪拌均勻製得。優選的，所述保護液由去離子水、明膠和烷基酚聚氧乙烯醚攪拌混合製得。本發明的有益效果是：本發明的製備方法簡單，製備的改性膨脹劑的膨脹率與混凝土強度發展一致，硬化後的混凝土質量好，抗壓性能、抗折性能優異，具有良好的經濟效益和環保效益。本發明所用的鎳渣、脫硫石膏、粉煤灰均來源於工業固體廢棄物，來源豐富，成本低廉，實現對鎳渣的有效回收利用，產品附加值高。本發明製備的改性混凝土膨脹劑具有較高的自由膨脹率，且膨脹效果持續、穩定，可以有效補償混凝土各個齡期所產生的收縮。本發明的製備周期短，操作簡單。對製備設備沒有特殊要求，因此適合工業化大規模生產製造。具體實施方式實施例1一種改性混凝土膨脹劑的製備方法，包括以下製備步驟：a、將鎳渣、脫硫石膏和高鋁粉煤灰混合均勻，用球磨機球磨30-50min，得到粉末；b、將納米碳酸鈣和納米氧化鎂進行高壓碾壓並混合均勻，再兌水調和成濃度為60％的漿液，升溫至150℃，攪拌混合併滴加漿液總質量7％的γ-氨丙基三乙氧基矽烷，保溫加熱60min，得到活化漿液；c、將步驟a的粉末和步驟b的活化漿液混合均勻，再加入改性溶液a，在1200r/min的攪拌速度下攪拌50min，再置於60℃下烘乾，得到混合物一；d、將混合物一與改性溶液b按體積比2:7混合併攪拌均勻，在80℃下乾燥3h後，即可得到成品。改性混凝土膨脹劑包括以下重量份的原料：鎳渣35份、脫硫石膏28份、高鋁粉煤灰26份、納米碳酸鈣35份、納米氧化鎂32份、水56份、γ-氨丙基三乙氧基矽烷24份、改性溶液a22份和改性溶液b20份。步驟a的脫硫石膏是在180℃蒸汽養護箱中，蒸汽養護2天後，將其置於馬弗爐中，在氮氣保護下，對其加熱升溫至250℃，控制升溫速率為8℃/min，煅燒40min後，繼續升溫加熱對其煅燒，控制升溫速率為10℃/min，待溫度升至1000℃後，保溫煅燒40min，隨後靜置冷卻至常溫，製備而得。步驟c的改性溶液a為將苯酚添加至無水乙醇中，攪拌混合併滴加ph調節劑，調節溶液ph至5.5，隨後加熱升溫至50℃，攪拌混合25min，製備得改性溶液。苯酚與至無水乙醇按體積比2:5混合。ph調節劑為質量濃度為18％的鹽酸溶液。步驟d的改性溶液b為微晶纖維素與二氯甲烷攪拌按固液比1:3混合後，再添加保護液攪拌均勻製得。保護液由去離子水、明膠和烷基酚聚氧乙烯醚攪拌混合製得。實施例2一種改性混凝土膨脹劑的製備方法，包括以下製備步驟：a、將鎳渣、脫硫石膏和高鋁粉煤灰混合均勻，用球磨機球磨50min，得到粉末；b、將納米碳酸鈣和納米氧化鎂進行高壓碾壓並混合均勻，再兌水調和成濃度為60％的漿液，升溫至180℃，攪拌混合併滴加漿液總質量9％的γ-氨丙基三乙氧基矽烷，保溫加熱60min，得到活化漿液；c、將步驟a的粉末和步驟b的活化漿液混合均勻，再加入改性溶液a，在1000r/min的攪拌速度下攪拌50min，再置於60℃下烘乾，得到混合物一；d、將混合物一與改性溶液b按體積比2:7混合併攪拌均勻，在80℃下乾燥4h後，即可得到成品。改性混凝土膨脹劑包括以下重量份的原料：鎳渣28份、脫硫石膏28份、高鋁粉煤灰19份、納米碳酸鈣24份、納米氧化鎂32份、水45份、γ-氨丙基三乙氧基矽烷18份、改性溶液a12份和改性溶液b20份。步驟a的脫硫石膏是在180℃蒸汽養護箱中，蒸汽養護3天後，將其置於馬弗爐中，在氮氣保護下，對其加熱升溫至220℃，控制升溫速率為8℃/min，煅燒30min後，繼續升溫加熱對其煅燒，控制升溫速率為10℃/min，待溫度升至1000℃後，保溫煅燒60min，隨後靜置冷卻至常溫，製備而得。步驟c的改性溶液a為將苯酚添加至無水乙醇中，攪拌混合併滴加ph調節劑，調節溶液ph至4，隨後加熱升溫至65℃，攪拌混合25min，製備得改性溶液。苯酚與至無水乙醇按體積比2:5混合。ph調節劑為質量濃度為18％的鹽酸溶液。步驟d的改性溶液b為微晶纖維素與二氯甲烷攪拌按固液比1:3混合後，再添加保護液攪拌均勻製得。保護液由去離子水、明膠和烷基酚聚氧乙烯醚攪拌混合製得。檢測由實施例1和實施例二製備的產品，得到如下表所示的數據：表一：項目實施例1實施例27天自由膨脹率/％0.23850.212628天自由膨脹率/％0.27230.24237天抗壓強度/mpa56.453.628天抗壓強度/mpa71.364.87天抗折強度/mpa7.87.128天抗折強度/mpa8.27.8以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁12