[发明专利]一种水泥混凝土及其膨胀剂和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种混凝土膨胀剂及其制备方法以及掺配该膨胀剂的水泥混凝土。

背景技术

混凝土膨胀剂是一种与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧化钙，使混凝土产生体积膨胀的外加剂，主要应用于地下建筑物，液状材料容池，高强度公路路面、桥梁混凝土面层、涵洞，预制构件、框架结构接头的锚接、管道接头等领域。但是，现有的复合膨胀剂大都含有甲醛、苯酚等有害物质，在使用过程中的很长室内会产生有害气体，污染环境，伤害人类健康，并且光催化活性低，稳定性差以及抗氧化能力不强的缺陷。本领域亟待一种环保性能优良的膨胀剂。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混凝土膨胀剂及其制备方法，该膨胀剂不含甲醛、苯酚等有害物质，清洁环保，光催化活性高、稳定性好、抗氧化能力强，特别适合地下车库、水池等对防水要求高的混凝土工程；该方法不需煅烧，工艺简单、节能环保、操作方便。

为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

(1)一种混凝土膨胀剂，其组分和重量比为1～5％纳米TiO₂、45～55％的硬石膏、10～20％的粒化高炉矿渣和20～44％铝酸盐熟料。

其中，所述纳米TiO₂的径粒为10～40nm。

(2)一种混凝土膨胀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步原料粉碎：

将硬石膏、粒化高炉矿渣、铝酸盐熟料用破碎机分别粉碎至粒径在5mm以下；

第二步配料粉磨：

a)按照权利要求1所述重量百分比称取粉碎后的各组分；

b)先将粉碎后的硬石膏在磨机中粉磨10～15分钟；

c)再将粉碎后的铝酸盐熟料投入磨机中粉磨15～20分钟；

d)再将粉碎后的粒化高炉矿渣投入磨机中粉磨20～25分钟；

e)最后将纳米TiO₂投入磨机中粉磨不少于5分钟；

第三步抽样检验：

样品通过1.18mm方孔筛筛余≤0.5％或者比表面积≥200m²/kg，即可。

(3)一种水泥混凝土，其特征在于，掺加有权利要求1所述的混凝土膨胀剂，所述混凝土膨胀剂掺加量为水泥重量的6～10％。

由于本发明采用了含有纳米TiO₂材料，使得该混凝土膨胀剂不仅克服了含甲醛、苯酚等有害物质的膨胀剂释放有害气体的弊端，清洁环保，而且光催化活性高、稳定性好、抗氧化能力强；该方法不需煅烧，工艺简单、节能环保、操作方便；该混凝土膨胀剂可广泛应用于地下车库、水池等对防水要求高的混凝土工程。经测试，该混凝土膨胀剂水中7天的限制膨胀率平均为0.098％，优于国标≥0.025强制指标值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

第一步原料粉碎：

将硬石膏、粒化高炉矿渣用破碎机、铝酸盐熟料分别粉碎至5mm以下；

第二步配料粉磨：

a)将粉碎后的40kg的硬石膏在磨机中粉磨10分钟；

b)将粉碎后的45kg铝酸盐熟料在磨机中粉磨15分钟；

c)将粉碎后的13kg粒化高炉矿渣在磨机中粉磨20分钟；

d)最后投入2kg纳米TiO2在磨机中粉磨5分钟。

测试评价本实例结果为，1.18mm方孔筛筛余为0.11％。

实施例2：

第一步原料粉碎：

将硬石膏、粒化高炉矿渣用破碎机、铝酸盐熟料分别粉碎至5mm以下；

第二步配料粉磨：

a)将粉碎后的35kg的硬石膏在磨机中粉磨13分钟；

b)将粉碎后的50kg铝酸盐熟料在磨机中粉磨18分钟；

c)将粉碎后的12kg粒化高炉矿渣在磨机中粉磨22分钟；

d)最后投入3kg纳米TiO2在磨机中粉磨6分钟；

测试评价本实例结果为，1.18mm方孔筛筛余为0.10％。

实施例3：

第一步原料粉碎：

将硬石膏、粒化高炉矿渣用破碎机、铝酸盐熟料分别粉碎至5mm以下；

第二步配料粉磨：

a)将粉碎后的25kg的硬石膏在磨机中粉磨15分钟；

b)将粉碎后的55kg铝酸盐熟料在磨机中粉磨20分钟；