本發(fā)明屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土增效劑。
背景技術(shù)：
混凝土是由水泥膠凝材料、顆粒狀集料（也稱為骨料）和水按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實成型，養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材。其具有原料豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，是當代最主要的土木工程材料之一。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。這些特點使其使用范圍十分廣泛。
在常規(guī)的環(huán)境下，混凝土中有將近20%的水泥沒有完全水化，只是起到填充的作用，不能被有效分散，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實際屬于未充分反應(yīng)的水泥，無法有效發(fā)揮水泥的效用。另外一方面，由于不同的減水劑對水泥的吸附影響機理不同，減水劑在加入到一定程度后對混凝土就很難再起作用，其經(jīng)濟性和施工性能難以保障?；炷猎鲂┦且环N新型的混凝土外加劑，也是一種強力的分散劑，其作用機理為：現(xiàn)在的水泥材料顆粒很細，會有一些粘連的顆粒團，普通減水劑不能分散這些特細顆粒聚集體，而混凝土增效劑可以分散這些聚集體，因而使水泥顆粒更充分地與水接觸，提高其反應(yīng)活性，混凝土增效劑還可以充分活化具有潛在活性的礦物摻和料，從而提高膠凝材料的水化程度，節(jié)約水泥用量10～15%左右，同時改善混凝土的施工性能、提高混凝土的耐久性，給混凝土相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)帶來節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染等一系列可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢。
目前，混凝土增效劑產(chǎn)品種類較少，多用聚醚大單體為原料，在使用過程中與混凝土原材料相容性差，且使用后混凝土坍落度損失較快，影響混凝土強度、抗?jié)B性、抗泌水性能的問題，導(dǎo)致混凝土增效劑未能得到快速的廣泛應(yīng)用。因此，亟待開發(fā)一種與混凝土原材料相容性好，使用后混凝土坍落度損失小，且不影響混凝土強度、抗?jié)B性及抗泌水性能的混凝土增效劑產(chǎn)品。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的混凝土增效劑在使用過程中與混凝土原材料相容性差，且使用后混凝土坍落度損失較快，影響混凝土強度、抗?jié)B性、抗泌水性能的問題，提供了一種混凝土增效劑。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
一種混凝土增效劑，按重量份數(shù)計，包括100～120份混合粉末、20～30份纖維、5～10份貝殼干燥物、1～3份檸檬酸；
所述的混合粉末是按重量份數(shù)計，包括100～120份高爐礦渣、5～10份白云母和5～10份鉀長石。
所述的纖維是聚丙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚乙烯醇纖維中的一種。
所述的纖維還可以進行改性，具體改性步驟為：
（1）按質(zhì)量比1:5，稱取硫酸鈦加入去離子水中，得硫酸鈦溶液，向硫酸鈦溶液中分別加入尿素和聚乙二醇，攪拌后得處理液；
（2）稱取纖維，到粉碎機中粉碎，過80～100目篩得纖維粉末，將纖維粉末加入反應(yīng)釜中，并加入混合纖維粉末質(zhì)量5～7倍的處理液，密封并加熱，保溫攪拌反應(yīng)1～3h；
（3）待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料得濾渣，洗滌，按質(zhì)量比1:4將洗滌后的濾渣加入水中，并加入水質(zhì)量3～5%硫代硫酸鈉，超聲分散，得分散液后離心分離，得沉淀物，干燥，得改性纖維粉末。
所述的尿素質(zhì)量為硫酸鈦溶液質(zhì)量8～10%，聚乙二醇質(zhì)量為硫酸鈦溶液質(zhì)量2～4%。
所述的加熱溫度為100～120℃。
所述的超聲分散分散功率為100～120w，超聲分散時間為10～20min。
所述的貝殼干燥物的制備方法為：稱取貝殼，粉碎后得貝殼粉末，按重量份數(shù)計，分別選取20～30份貝殼粉末、10～20份葡萄糖、4～10份蛋白胨，2～4份酵母菌粉，100～150份去離子水，攪拌混合后，在35～40℃溫度下密封發(fā)酵30～40h，發(fā)酵后過濾得發(fā)酵物，按質(zhì)量比1:8，將發(fā)酵物加入水中，浸泡1～2h過濾，得發(fā)酵物濾渣，放入烘箱中干燥6～8h，得貝殼干燥物。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明以高爐礦渣為主要原料，并以白云母和鉀長石為激發(fā)劑，制備得混凝土增效劑后加入混凝土中，在接觸水時，可與水進行反應(yīng)，生成鈣礬石，由于鈣礬石在混凝土中的生成，可使水泥水化顆粒之間產(chǎn)生更多結(jié)合力更強的化學(xué)鍵合，取代原有的范德華力，從而提高混凝土的強度；
（2）本發(fā)明在制備的混凝土增效劑中加入化學(xué)纖維，并在化學(xué)纖維表面負載納米二氧化鈦，再經(jīng)過硫代硫酸鈉改性后，能提高水泥顆粒的分散性，使水泥的水化更充分，同時減少混凝土拌合用水量，減少泌水，并且纖維表面經(jīng)改性后，可以增強其在混凝土中的分散性，不易團聚；
（3）本發(fā)明加入貝殼干燥物，其目的是發(fā)酵后的貝殼表面具有優(yōu)異的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大、表面能高，加入后可以與混凝土相互填充孔隙，提高混凝土的密實度、抗氯離子滲透性，并且貝殼中的鈣元素可以進一步增加了鈣礬石的生成量，提高混凝土抗?jié)B性，減少混凝土裂縫。
具體實施方式
按質(zhì)量比1:5，稱取硫酸鈦加入去離子水中，以800～1000r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合10～15min后得硫酸鈦溶液，向硫酸鈦溶液中分別加入硫酸鈦溶液質(zhì)量8～10%尿素和硫酸鈦溶液質(zhì)量2～4%聚乙二醇，攪拌混合10～15min后得處理液，稱取纖維，加入到粉碎機中粉碎，過80～100目篩得纖維粉末，將纖維粉末加入反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜中加入混合纖維粉末質(zhì)量5～7倍處理液，密封反應(yīng)釜并設(shè)置反應(yīng)釜溫度為100～120℃，保溫攪拌反應(yīng)1～3h，待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料并過濾，得濾渣，將濾渣先用無水乙醇洗滌2～4次后再用溫度為50～70℃的水洗滌2～4次，得洗滌后的濾渣，按質(zhì)量比1:4將洗滌后的濾渣加入水中，并加入水質(zhì)量3～5%硫代硫酸鈉，在100～120w條件下超聲分散10～20min，得分散液后加入離心分離機中，在2000～3000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，放入烘箱中，在60～70℃溫度下干燥6～8h，得改性纖維，稱取500～1000g貝殼，加入粉碎機中粉碎，過200～220目篩，得貝殼粉末，按重量份數(shù)計，分別取20～30份貝殼粉末、10～20份葡萄糖、4～10份蛋白胨、2～4份酵母菌粉和100～150份去離子水，攪拌混合后，在35～40℃溫度下密封發(fā)酵30～40h，發(fā)酵后過濾得發(fā)酵物，按質(zhì)量比1:8，將發(fā)酵物加入水中，浸泡1～2h過濾，得發(fā)酵物濾渣，并將發(fā)酵物濾渣放入烘箱中，在60～80℃溫度下干燥6～8h，得貝殼干燥物，按重量份數(shù)計，分別稱取100～120份高爐礦渣、5～10份白云母和5～10份鉀長石，混合后加入粉碎機中粉碎，過篩，得混合粉末，按重量份數(shù)計，分別取100～120份混合粉末、20～30份改性纖維、5～10份貝殼干燥物、1～3份檸檬酸，攪拌混合20～30min，即可得混凝土增效劑。所述的纖維是聚丙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚乙烯醇纖維中的一種。
實例1
稱取500g貝殼，加入粉碎機中粉碎，過200目篩，得貝殼粉末，按重量份數(shù)計，分別取20份貝殼粉末、10份葡萄糖、4份蛋白胨、2份酵母菌粉和100份去離子水，攪拌混合后，在35℃溫度下密封發(fā)酵30h，發(fā)酵后過濾得發(fā)酵物，按質(zhì)量比1:8，將發(fā)酵物加入水中，浸泡1h過濾，得發(fā)酵物濾渣，并將發(fā)酵物濾渣放入烘箱中，在60℃溫度下干燥6h，得貝殼干燥物，按重量份數(shù)計，分別稱取100份高爐礦渣、5白云母和5份鉀長石，混合后加入粉碎機中粉碎，過篩，得混合粉末，按重量份數(shù)計，分別取100份混合粉末、20份聚丙烯纖維、5份貝殼干燥物、1份檸檬酸，攪拌混合20min，即可得混凝土增效劑。
實例2
稱取500g貝殼，加入粉碎機中粉碎，過200目篩，得貝殼粉末，按重量份數(shù)計，分別取20份貝殼粉末、10份葡萄糖、4份蛋白胨、2份酵母菌粉和100份去離子水，攪拌混合后，在35℃溫度下密封發(fā)酵30h，發(fā)酵后過濾得發(fā)酵物，按質(zhì)量比1:8，將發(fā)酵物加入水中，浸泡1h過濾，得發(fā)酵物濾渣，并將發(fā)酵物濾渣放入烘箱中，在60℃溫度下干燥6h，得貝殼干燥物，按重量份數(shù)計，分別稱取100份高爐礦渣、5白云母和5份鉀長石，混合后加入粉碎機中粉碎，過篩，得混合粉末，按重量份數(shù)計，分別取100份混合粉末、20份聚酯纖維、5份貝殼干燥物、1份檸檬酸，攪拌混合20min，即可得混凝土增效劑。
實例3
按質(zhì)量比1:5，稱取硫酸鈦加入去離子水中，以800r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合10min后得硫酸鈦溶液，向硫酸鈦溶液中分別加入硫酸鈦溶液質(zhì)量8%尿素和硫酸鈦溶液質(zhì)量2%聚乙二醇，攪拌混合10min后得處理液，稱取聚酰胺纖維，加入到粉碎機中粉碎，過80目篩得纖維粉末，將纖維粉末加入反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜中加入混合纖維粉末質(zhì)量5倍處理液，密封反應(yīng)釜并設(shè)置反應(yīng)釜溫度為100℃，保溫攪拌反應(yīng)1h，待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料并過濾，得濾渣，將濾渣先用無水乙醇洗滌2次后再用溫度為50℃的水洗滌2次，得洗滌后的濾渣，按質(zhì)量比1:4將洗滌后的濾渣加入水中，并加入水質(zhì)量3%硫代硫酸鈉，在100w條件下超聲分散10min，得分散液后加入離心分離機中，在2000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，放入烘箱中，在60℃溫度下干燥6h，得改性纖維，稱取500g貝殼，加入粉碎機中粉碎，過200目篩，得貝殼粉末，按重量份數(shù)計，分別取20份貝殼粉末、10份葡萄糖、4份蛋白胨、2份酵母菌粉和100份去離子水，攪拌混合后，在35℃溫度下密封發(fā)酵30h，發(fā)酵后過濾得發(fā)酵物，按質(zhì)量比1:8，將發(fā)酵物加入水中，浸泡1h過濾，得發(fā)酵物濾渣，并將發(fā)酵物濾渣放入烘箱中，在60℃溫度下干燥6h，得貝殼干燥物，按重量份數(shù)計，分別稱取100份高爐礦渣、5白云母和5份鉀長石，混合后加入粉碎機中粉碎，過篩，得混合粉末，按重量份數(shù)計，分別取100份混合粉末、20份聚酰胺纖維、5份貝殼干燥物、1份檸檬酸，攪拌混合20min，即可得混凝土增效劑。
分別將本發(fā)明實例1～3制得的混凝土增效劑為例與市售ctf混凝土增效劑（對比例）按水泥質(zhì)量的0.5%摻入到c30混凝土中，攪拌180s后，制得混凝土拌合料，將混凝土拌合料澆筑成30cm×30cm×30cm的立方體試件，澆筑完成后靜置24h，隨后拆模養(yǎng)護即可。其中c30混凝土所用材料配合比如表1所示：表1加入不同混凝土增效劑的c30混凝土所用材料配合比（用量：kg/cm3）
從表1可以看出，使用本發(fā)明制得的混凝土增效劑可提高膠凝材料的水化程度，有效節(jié)約了水泥用量。
分別對使用本發(fā)明實例1～3制得的混凝土增效劑與市售ctf混凝土增效劑（對比例）制成的混凝土立方體試件進行性能測試，其測試結(jié)果如表2所示：
表2混凝土立方體試件性能
從表2可以看出，加入本發(fā)明制得的混凝土增效劑可有效提高混凝土抗?jié)B、抗泌水性能，同時可有效提高混凝土抗壓強度，保坍性能較好。