[发明专利]一种Q相铝酸盐水泥膨胀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Q相铝酸盐水泥膨胀剂及其制备方法，属于水泥与混凝土材料的外加剂技术领域。

背景技术

水泥膨胀剂是一种化学外加剂，加在水泥中，当水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用。目前，传统的以钙矾石为膨胀源的硫铝酸盐类膨胀剂虽有水化速度快的优点，但是其膨胀主要发生在7 d前，存在很难对水泥基材料中后期收缩进行补偿等缺点。

发明内容

为了解决现有的以钙矾石为膨胀源的硫铝酸盐类膨胀剂，无法补偿水泥基材料中后期收缩的技术问题，本发明提供了一种既具备水化速度快的优点，同时具备中后期膨胀的优点的Q相铝酸盐水泥膨胀剂。本发明还提供了该Q相铝酸盐水泥膨胀剂的制备方法。

技术方案

一种Q相铝酸盐水泥膨胀剂，由60%-40%的Q相水泥熟料和40%-60%工业二水石膏组成；

 所述Q相水泥熟料中含有80-99.9%的Q相铝酸盐矿物；

 所述百分数为质量百分数。

Q相铝酸盐矿物是指组成为6CaO.4Al₂O₃.MgO.SiO₂的矿物；Q相（The Quaternary Phase）是指CaO-Al₂O₃-MgO-SiO₂四元系统中一个稳定相。

上述Q相铝酸盐水泥膨胀剂，所述Q相水泥熟料中还含有0.1-15%的铝酸一钙（简称CA）和0.1-5%的七铝酸十二钙（简称C₁₂A₇），所述百分数为质量百分数。

上述Q相铝酸盐水泥膨胀剂，优选由60%的Q相水泥熟料和40%工业二水石膏组成。

上述Q相铝酸盐水泥膨胀剂，所述Q相水泥熟料优选由90%Q相铝酸盐矿物、5%的铝酸一钙和5%的七铝酸十二钙组成。

    上述Q相铝酸盐水泥膨胀剂，所述的Q相水泥熟料优选由50-54%铝矾土、36-40%石灰石和8-10%白云石经过破碎，粉磨，成型，煅烧而成；所述百分数为质量百分数。

    上述Q相铝酸盐水泥膨胀剂，其中的Q相水泥熟料和工业二水石膏的粒度控制为通过200目方孔筛，小于重量百分数为6%的筛余。

本发明还提供了一种上述Q相铝酸盐水泥膨胀剂的制备方法：将Q相水泥熟料和工业二水石膏分别破碎，然后混合均匀；再进行粉磨，将粒度控制在通过200目方孔筛，小于6%的筛余；既得产品。

 本发明的Q相铝酸盐水泥膨胀剂在使用时，每克水泥需要的添加量为0.02-0.06g。

有益效果

     使用该Q相铝酸盐水泥膨胀剂所制备的混凝土与使用传统膨胀剂（采用钙矾石为膨胀源的硫铝酸盐类膨胀剂）所制备的混凝土相比，其前期的自由膨胀率基本一致；而中后期的自由膨胀率有了明显提高；尤其是30天以后的自由膨胀率比传统膨胀剂的膨胀率大得多。因此，本发明的Q相铝酸盐水泥膨胀剂，具备以钙矾石为膨胀源早期其膨胀的特点，同时具备水镁石中后期膨胀的特点，弥补了传统膨胀剂的不足；能够补偿混凝土的后期收缩。

    同时，本发明的Q相铝酸盐水泥膨胀剂配方简单，生产工艺简单，有益于大批量生产。

     相同的混凝土原料，分别采用钙矾石为膨胀源的硫铝酸盐类膨胀剂（简称传统膨胀剂）、实施例1-3制备的Q相铝酸盐水泥膨胀剂（简称Q相膨胀剂），按照膨胀剂与水泥的质量比为6:94的比例制备混凝土；然后分别测试混凝土的自由膨胀率（多份混凝土的统计数据）如下表：