[发明专利]一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法，其由以下质量百分含量的组分组成：矿粉20～30％，表面改性剂2～3％，去离子水67～78％；所述表面改性剂为羧酸磺酸聚合物、聚羧酸减水剂与白糖按质量比1‑3：1‑3：1溶于水得到的混合溶液。本发明提供的用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂在蒸养条件下对水泥具有极强的诱导作用，掺量为0.5‑1.0％，60℃蒸养8h，能够使普通硅酸盐水泥砂浆强度提高55‑68％，显著提升蒸养预制构件的早期强度、提高模具周转效率，可广泛应用于蒸养预制构件行业，大幅提升生产效率，降低单位产品能耗。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法。

背景技术

我国的矿渣是所有工业副产品中产量最高的，每年约3000万吨，矿渣磨细后的矿粉是由玻璃相和结晶相构成的聚合体，结晶相包裹着玻璃相，前者属于惰性组分，化学性质极不活泼，后者具有潜在活性和水硬性。矿粉作为混凝土矿物掺合料加入到混凝土中能够降低混凝土成本，改善混凝土的耐久性和抗渗性。

一般的掺矿粉水泥在水化过程中，由于矿粉代替了一部分水泥熟料，导致在早期能参与水化的熟料相对含量减少，因此早期强度大大下降，水化一段时间后，水化产物中的Ca(OH)₂能够作为碱性激发剂，破坏矿粉的表层结晶相，解离矿渣玻璃相结构，使玻璃相中的活性SO₂、Al₂O₃成分释放出来，从而与Ca(OH)₂和多余的二水石膏CaSO₄·2H₂O一同反应，生成水化硫铝酸钙等产物。由于矿渣的活性太低，从其活性得到激发到其能参与水化并生成具有强度的水化产物需要很长一段时间，因此导致掺入矿粉后水泥水化速度大大减慢，以至于达不到早期强度要求，表现为3d、7d强度偏低，因此限制了其使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂，其由以下质量百分含量的组分组成：矿粉(主要含CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃)20～30％，表面改性剂2～3％，去离子水67～78％；

所述表面改性剂为羧酸磺酸聚合物(AS)、聚羧酸减水剂(PCE)与白糖(S)按质量比1‐3：1‐3：1溶于水得到的混合溶液，质量分数为10％，所述羧酸磺酸聚合物的分子结构式为：

其中n＝10‐50，m＝10‐50。

本发明还包括上述用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂的制备方法，具体步骤如下：将矿粉、表面改性剂和水按比例放入球磨罐中，加入氧化锆研磨体，密封球磨30min，停止10min，记为一个周期，反复3‐5个周期，直至球磨的粉体中值粒径为200‐400nm，得到用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂。

按上述方案，所述氧化锆研磨体用量为矿粉的4‐6倍，氧化锆研磨体级配质量比为：10mm：3mm：1mm：0.6mm＝2：3：4：4。

本发明还包括上述用于蒸养混凝土的预水化矿粉纳米晶核早强剂的使用方法，将预水化矿粉纳米晶核早强剂按掺量0.5‐1.0％掺入水泥砂浆中。

本发明利用液相研磨方法，在研磨条件下，促使矿粉充分水化，形成水化产物，通过优选的液相环境(表面改性剂)及研磨体的合理搭配，得到纳米尺度的矿粉预水化晶核早强剂。