[发明专利]提高混凝土强度和耐久性的早强剂及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土材料领域，具体公开了一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂及其制备方法。一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂，包括以下重量份原料：纳米二氧化硅20‑30份，溴化钙10‑20份，硅灰5‑10份，三乙醇胺2‑4份，乙二醇5‑10份，膨胀剂8‑15份。本申请的一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂，减少氯化物和硫酸盐对混凝土钢筋的腐蚀和损害，纳米二氧化硅、硅灰和溴化钙相互结合，协同提高混凝土的强度和耐久性，同时减少氯离子的侵入和腐蚀，提高混凝土的抗渗性。

技术领域

本申请涉及混凝土材料领域，更具体地说，它涉及一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂及其制备方法。

背景技术

混凝土早强剂是指能够提高混凝土早期强度，并对混凝土后期强度无显著影响的外加剂，可以加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展。在冬季施工时或者紧急抢修时，混凝土早强剂的需求量是很大的。

常用的早强剂有氯化物早强剂和硫酸盐早强剂，但是氯化物类早强剂对混凝土中的钢筋存在一定的腐蚀作用，并且还会衰减水泥砂浆后期的强度，硫酸类早强剂还存在后期强度损失太大，与水泥适应性差，并且混凝土的表面容易析白起霜的问题，从而影响混凝土的正常使用。

发明内容

为了减少传统早强剂中的氯盐和硫酸盐对混凝土产生危害，本申请提供一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂及其制备方法。

第一方面，本申请一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂，采用如下的技术方案：一种提高混凝土强度和耐久性的早强剂，包括以下重量份原料：纳米二氧化硅20-30份，溴化钙10-20份，硅灰5-10份，三乙醇胺2-4份，乙二醇5-10份，膨胀剂8-15份。

通过采用上述技术方案，使用纳米二氧化硅、溴化钙和硅灰复配形成早强剂，不含氯离子和硫酸盐，减少早强剂中的氯盐和硫酸盐对钢筋的腐蚀，从而影响混凝土的后期强度和耐久性。纳米二氧化硅中的硅氧键可以与混凝土水化产生的氢氧化钙反应生成凝胶，可以促使混凝土水化产物直接在纳米二氧化硅颗粒表面生长，进一步促进混凝土水化，从而提高混凝土的早期强度。在混凝土水化后期，纳米二氧化硅的火山灰效应还可以进一步提高混凝土的水化程度，提高混凝土后期强度，从而提高混凝土的耐久性。溴化钙可以促进混凝土中的氢氧化钙结晶，加速C₃S的水化，从而加速混凝土的水化和硬化，提高混凝土的早期强度。硅灰可以填充到混凝土颗粒的周围，促使混凝土内部结构更加紧密，提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度。硅灰通过混凝土密实度的提高和二氧化硅含量的增多，有效提高了混凝土抗氯离子渗入能力，减少酸离子的侵入和腐蚀作用，从而提高混凝土的抗化学腐蚀性和抗渗性能。

在早强剂中，掺入少量的三乙醇胺，可以在混凝土水泥颗粒表面形成亲水膜，可以促进C₃S的水化，提高混凝土的早期强度，促进后期水化产物成长充分、更加密实，从而提高混凝土的后期强度，进一步提高混凝土的耐久性。同时，三乙醇胺还可以与金属阳离子形成共价键，产生络合物，从而对混凝土中的钢筋进行保护，提高混凝土的耐腐蚀性能。

乙二醇添加到混凝土中，可以与水互溶，乙二醇的氢氧根离子可以与水分子形成氢键，从而锁住水分子，减少水分子的挥发，降低水的结冰温度，提高混凝土的抗冻性能，减少混凝土低温下变脆、开裂的现象，进一步提高混凝土的耐久性能。另一方面，乙二醇还可以减少混凝土的坍落度，进一步提高混凝土的耐久性能。在混凝土中掺加膨胀剂，可以降低混凝土内部孔隙率，提高混凝土的密实性，进一步提高混凝土的强度和耐久性。

优选的，所述早强剂原料还包括木质素磺酸钙3-7份。

通过采用上述技术方案，木质素磺酸钙是一种阴离子表面活性剂，可以提高早强剂中各组分在混凝土中的分散均匀性，提高混凝土的流动性，同时木质素磺酸钙可以吸附在水泥颗粒的表面，促使水泥颗粒带相同电荷相互排斥，从而减少水泥颗粒的团聚现象。另一方面，木质素磺酸钙可以降低气液的表面张力，在混凝土中具有一定的引气作用，从而改善混凝土的和易性。