水化矽酸鈣及其製備方法和含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑的製作方法
2023-05-23 04:22:41
專利名稱：水化矽酸鈣及其製備方法和含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築材料及其製造方法的領域，具體涉及一種水化矽酸鈣及其 製備方法和含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑。
背景技術：
混凝土是目前主要的建築結構材料，其組成為水泥+砂+石+礦物摻合料。 此外在冬期施工中為了使水泥在負溫下水化必須加入混凝土防凍劑。防凍劑的 作用一方面為了在負溫下產生液態水使水泥進行水化反應，另一方面是必須具 有早強組分促進水泥石結構儘早形成。早期結構的形成使液態水進入孔隙降低 冰點，同時結構形成後有利於水泥石結構的進一步發育。因而混凝土防凍劑必 備的兩個主要組分為防凍組分與早強組分，此外還有引氣組分和減水組分。早 強組分與防凍組分用量大且為鹽類，而鹽類的引入會對混凝土耐久性產生一系 列影響，如引起鋼筋鏽蝕、鹼集料反應等。這些影響直接關乎混凝土的壽命， 為了提高混凝土的使用壽命，延長混凝土的服役期，目前混凝土施工業及建設 主管部門均嚴格限制混凝土中鹽的使用量。但在我國的三北地區，負溫施工非 常普遍。在負溫施工過程中防凍劑是必要的混凝土組分。目前的防凍劑基本構 成為二大系列， 一是防凍型防凍劑，另一是早強型防凍劑，無論哪種防凍劑均
以摻入鹽類組分為主。鹽類包括NaCl、 Na2S04、 NaN02、 Ca(N02)2等，這些 鹽類對混凝土性能尤其是長期耐久性均會產生不良影響，尤其是含氯鹽的防凍 劑更會給混凝土帶來不利的影響，在冬期施工時因混凝土中摻氯鹽而使鋼筋鏽 蝕破壞，而目前市場上的防凍劑大多以氯鹽作為早強組分，這對混凝土的壽命 會產生巨大的不良作用，如何降低混凝土中鹽含量特別是氯鹽含量是當今混凝 土防凍劑研究中的重要課題。
發明內容
本發明的目的是解決因為混凝土防凍劑中鹽含量大，而造成的混凝土耐久 性差、鋼筋鏽蝕和鹼集料反應的問題，提供了一種水化矽酸媽及其製備方法和 含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑，本發明的防凍劑是用水化矽酸轉作為水泥水化
的早強組分代替鹽類早強組分，防凍劑中鹽含量較目前的防凍劑中鹽含量大幅 下降。
本發明中的水化矽酸鈣是由鈣質材料、矽質材料和水製成，其中鈣質材料 與矽質材料的重量比為1.2 1.5: 1，水的重量與鈣質材料和矽質材料的總重 量比為3 4: 1。所述的矽質材料為硅藻土、蛋白石或礦渣，所述的鈣質材料 為生石灰或熟石灰。水化矽酸鈣的製備方法如下先將鈣質材料與矽質材料按 重量1.2 1.5: 1的比例混合均勻，然後磨細至451^篩餘3 10%的細度，再加 入混合物總，重量3 4倍的水調成漿狀料並混勻，在1 3atm的條件下熱反應 2~5h，即得到水化矽酸鈣。
本發明的含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑是按重量份數由40 50份的水化 矽酸轉、40 50份的防凍組分、2.5 5份的減水組分、0.1份的引氣組分和5 8份的粉煤灰組成，所述的防凍組分為NaN02或Ca(N02)2，所述的減水組分 為萘磺酸甲醛聚合物、三聚氰胺縮甲醛縮合物或馬來酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺 酸鹽，所述的引氣組分為三萜皂甙。
本發明具有以下有益效果
1. 本發明生產過程簡單易行，原材料廉價，有利於工業化生產。
2. 本g明可使混凝土中的鹽含量大幅度降低，進而可使由於鹽存在導致 混凝土劣化的現象得到徹底解決。
3. 當本發明的水化矽酸鈣的摻量為水泥量的5%時，施工3天的混凝土強 度可提高20% 30%， 28天強度可提高15% 20%。在使用合成的水化 矽酸鈣作為早強組分配製出低鹽型防凍劑時，摻量為混凝土中水泥量 的10%， -15匸條件下，混凝土的-7+28天強度可達到標養28天混凝土 強度，產品性能可達到GB475標準要求，且混凝土中鹽含量較目前常 用防凍劑中鹽含量降低40%。
4. 本發明的含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑中不含氯鹽，減少了混凝土冬 期施工時因摻氯鹽而帶來的鋼筋鏽蝕破壞作用。
5. 將本發明的含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑摻入混凝土中促進水化的原 理是晶種水化，其效果會使水泥石的結構更加密實，結構更加合理， 混凝土的長期性能不會衰減。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式中的水化矽酸鈣是由鈣質材料、矽質材料和 水製成，其中鈣質材料與矽質材料的重量比為L2 1.5: 1，水的重量與鈣質 材料和矽質材料的總重量比為3 4: 1，矽質材料為硅藻土、蛋白石或礦渣， 鈣質材料為生石灰或熟石灰。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是鈣質材料與矽質 材料的重量比為1.2 1.4: 1，其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是鈣質材料與矽質 材料的重量沐為L2: 1，其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式中水化矽酸鈣製備方法的步驟如下先將鈣 質材料與矽質材料按重量L2 1.5: l的比例混合均勻，然後磨細至45P篩餘
3~10%的細度，再加入混合物總重量3 4倍的水調成漿狀料並混勻，在l 3atm 的條件下熱反應2 5h，即得到水化矽酸鈣。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四不同的是在步驟一中矽質 材料與鈣質材料按L2 1.4: 1比例混合均勻。其它反應步驟與具體實施方式
四 相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
四不同的是在步驟一中矽質 材料與鈣質材料按1.2: 1比例混合均勻。其它反應步驟與具體實施方式
四相 同。
具體實施方式
七本實施方式中的矽質材料為硅藻土、蛋白石或礦渣，轉 質材料為生石灰或熟石灰。
具體實施方式
八本實施方式中含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑是按重量份 數由40~50份的水化矽酸鈣、40 50份的防凍組分、2.5 5份的減水組分、 0.1份的引氣組分和5 8份的粉煤灰製成，其製備是按常規的方法混合而成。
本實施方式中當水化矽酸鈣的摻量為水泥量的5%時，施工3天的混凝土 強度可提高20% 30%， 28天強度可提高15%~20%。本實施方式中含水化矽 酸鈣的混凝±防凍劑的摻量為混凝土中水泥量的10%時，-15卩條件下，混凝 土的-7+28天強度可達到標養28天混凝土強度，產品性能可達到GB475標準 要求,且混凝土中鹽含量較目前常用防凍劑中鹽含量降低40%，防凍效果最好。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八不同的是含水化矽酸鈣的 混凝土防凍劑是按重量份數由35~45份的水化矽酸鈣、35 45份的防凍組分、 3 4.5份的減水組分、0.1份的引氣組分和5.5 7.5份的粉煤灰製成。其它與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
八不同的是含水化矽酸鈣的 混凝土防凍劑是按重量份數由30 40份的水化矽酸鈣、30 40份的防凍組分、 3.5 4份的減水組分、0.1份的引氣組分和6 7份的粉煤灰製成。其它與具體 實施方式八相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
八不同的是含水化矽酸鈣 的混凝土防凍劑是按重量份數由35份的水化矽酸鈣、35份的防凍組分、3.7 份的減水組^、 0.1份的引氣組分和6.5份的粉煤灰製成。其它與具體實施方 式八相同。
具體實施方式
十二本實施方式所述的防凍組分為NaN02或Ca(N02)2。 其它與具體實施方式
八至十一相同。
具體實施方式
十三本實施方式所述的防凍組分為Ca(N02)2。其它與具體 實施方式八至十一相同。
具體實施方式
十四本實施方式所述的減水組分為萘磺酸甲醛聚合物、三 聚氰胺縮甲醛縮合物或馬來酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺酸鹽。其它與具體實施方 式八至十一相同。
具體實k方式十五本實施方式所述的減水組分為三聚氰胺縮甲醛縮合
物，其它與具體實施方式
八至十一相同。
具體實施方式
十六本實施方式所述的減水組分為馬來酸酐-甲基丙烯酸-稀酸磺酸鹽，其它與具體實施方式
八至十一相同。
具體實施方式
十七本實施方式所述的引氣組分為三萜皂武。其它與具體 實施方式八至十一相同。
權利要求
1、一種水化矽酸鈣，其特徵在於水化矽酸鈣由鈣質材料、矽質材料和水製成，其中鈣質材料與矽質材料的重量比為1.2～1.5∶1，水的重量與鈣質材料和矽質材料的總重量比為3～4∶1。
2、 根據權利要求1所述的水化矽酸鈣，其特徵在於鈣質材料與矽質材料 的重量比為L2 1.4: 1。
3、 根據權利要求1所述的水化矽酸鈣，其特徵在於鈣質材料與矽質材料的重量比為1.2: 1。
4、 根據權利要求1所述的水化矽酸鈣，其特徵在於水化矽酸鈣中的矽質材料為硅藻土、蛋白石或礦渣。
5、 根據權利要求1所述的水化矽酸鈣，其特徵在於水化矽酸鈣中的鈣質材料為生石灰或熟石灰。
6、 製備權利要求1所述水化矽酸鈣的方法，其特徵在於水化矽酸鈣的製備方法的步驟如下先將鈣質材料與矽質材料按重量L2 1.5: 1的比例混合均勻，然後磨細至45)11篩餘3~10%的細度，再加入混合物總重量3~4倍的水調 成漿狀料並混勻，在l~3atm的條件下熱反應2~5h,即得到水化矽酸鈣。
7、 含有權利要求1所述水化矽酸鈣的混凝土防凍劑，其特徵在於所述的 混凝土防凍劑是按重量份數由40 50份的水化矽酸轉、40 50份的防凍組分、 2.5 5份的減水組分、0.1份的引氣組分和5 8份的粉煤灰組成。
8、 根據權利要求7所述的含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑，其特徵在於所 述的防凍組分為NaN02或Ca(N02)2。
9、 根據權利要求7所述的含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑，其特徵在於所 述的減水組分為萘磺酸甲醛聚合物、三聚氰胺縮甲醛縮合物或馬來酸酐-甲基 丙烯酸-稀^磺酸鹽。
10、 根據權利要求7所述的含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑，其特徵在於所 述的引氣組分為三萜皂甙。
全文摘要
水化矽酸鈣及其製備方法和含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑，它屬於建築材料及其製造方法的領域。本發明解決了目前市場上的防凍劑因為混凝土防凍劑中鹽含量大，而造成混凝土耐久性差、鋼筋鏽蝕、鹼集料反應等問題。水化矽酸鈣由鈣質材料、矽質材料和水製成，其製備方法先將鈣質材料與矽質材料混勻，磨細，加水調成漿狀料，1～3atm的條件下熱反應2～5h。含水化矽酸鈣的混凝土防凍劑是由水化矽酸鈣、防凍組分、減水組分、引氣組分和粉煤灰組成。水化矽酸鈣以晶種水化來促進混凝土的水化，使水泥石的結構更加密實，混凝土的長期性能不會衰減。本發明的防凍劑不含氯鹽，減少了混凝土冬期施工時因摻氯鹽而帶來的鋼筋鏽蝕破壞作用，使混凝土中的鹽含量大幅度降低。
文檔編號C01B33/00GK101182000SQ20071014464
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月21日 優先權日2007年11月21日
發明者張玉珍, 李家和, 政 王 申請人:哈爾濱工業大學