一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑及其制備方法。所述抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑由A組份、B組份以及減水組份組成，依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)4?20%、40?80%和10?40%混合配制而成；所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.1?10：1?20：0.1?20混合配制而成；所述的B組份由聚丙烯酰胺、活化煤矸石粉按質(zhì)量比為0.05?4：3?20混合配制而成。本發(fā)明所用材料簡(jiǎn)單易得，工藝易調(diào)控，制作成本低，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)；能改善水下混凝土的工作性、抗分散性能，顯著提高水下混凝土各齡期的強(qiáng)度。其制備方法簡(jiǎn)單可行，對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求，操作簡(jiǎn)單。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別是一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著陸地資源的減少，混凝土水下施工越來(lái)越多，而水下混凝土結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因 此，除了要求混凝土的強(qiáng)度以外，水中成型混凝土水泥流失量不能大于1.5%，還要求施工工 藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理，工作性、耐久性好且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。在水下工程中混凝土是最主要的建 筑材料之一，混凝土的性能將直接影響水下工程的質(zhì)量。因此，抗分散混凝土日益成為眾多 學(xué)者和工程技術(shù)人員研究的重點(diǎn)，而抗分散劑對(duì)于抗分散混凝土的性能具有決定性的意 義。
[0003] 煤矸石是采煤和洗煤過(guò)程中排出的固體廢棄物，當(dāng)前煤矸石的堆積排放嚴(yán)重，這 樣既浪費(fèi)了資源，又占用了大量的土地，不利于礦區(qū)的環(huán)境治理，如何綜合利用煤矸石成為 實(shí)現(xiàn)綠色采礦必須解決的問(wèn)題。然而截止目前，尚未有直接利用煤矸石制備抗分散混凝土 添加劑的相關(guān)技術(shù)見(jiàn)諸報(bào)道。
[0004] 目前，普通混凝土材料體系無(wú)法滿足水下施工的要求。現(xiàn)階段相關(guān)專(zhuān)利中有單摻 纖維素類(lèi)和聚丙烯類(lèi)增粘物質(zhì)配制水下混凝土，頁(yè)巖和聚丙烯類(lèi)增粘物質(zhì)配制水下混凝 土，但是所得到的的混凝土強(qiáng)度較低，并且水陸強(qiáng)度比只有65% - 70% (7d)和70% - 75% (28d)，并且混凝土的坍落度損失大，故如何實(shí)現(xiàn)抗分散混凝土的優(yōu)異工作性能、抗分 散性以及強(qiáng)度，有待進(jìn)一步研究，應(yīng)用于實(shí)際工程之中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有【背景技術(shù)】的不足，提供一種抗分散高強(qiáng)混凝土添 加劑，本發(fā)明還提供這種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑的制備方法，其簡(jiǎn)便可行。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，由A組份、B組份和減水組份組成，上述組分依次按照質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)4-20%、40-80%和10-40%混合配制而成； 其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.1-10:1-20:0.1-20 混合配制而成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、活化煤矸石粉按質(zhì)量比為0.05-4:3-20混合配 制而成。
[0007] 活化的煤矸石具有一定的火山灰活性，與水泥熟料水化產(chǎn)物Ca(0H)2發(fā)生二次反 應(yīng)形成鈣礬石、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物，煤矸石的水化反應(yīng)降低水化產(chǎn)物中 Ca(0H)2的含量、抑制Ca(OH) 2晶體的生長(zhǎng)和聚集，改善混凝土結(jié)構(gòu)，提高其耐久性，活化煤 矸石粉具有更好的填充性和自密實(shí)性。加入抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑后混凝土7天水陸強(qiáng) 度比在75%~87%，28天水陸強(qiáng)度比在88~95%。組分A起到了保水，分散作用，混凝土流 動(dòng)性好。利用煤矸石制備抗分散混凝土添加劑，既能大量消耗煤矸石，減少其積量所造成的 資源浪費(fèi)，改善環(huán)境污染，又能為建材提供原料，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)效益和 環(huán)境效益。
[0008] 優(yōu)選地，所述A組份、B組份和減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6-12%、60-73%和15-30%混合配制而成； 其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.1-5:1-10:0.1-10混 合配制而成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為0.05-2:6-16混合配制而成。
[0009] 優(yōu)選地，所述A組份、B組份和減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8%、72%和20%混合配 制而成； 其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.2:1:0.3混合配制而 成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為0.10:15混合配制而成。
[0010] 優(yōu)選地，所述的聚丙烯酰胺為非離子型，固含量彡90%，分子量為200萬(wàn)~1500萬(wàn)。
[0011] 優(yōu)選地，所述的減水組分為聚羧酸減水劑粉劑、木質(zhì)素磺酸鹽粉劑、萘磺酸鹽甲醛 聚合物粉劑或氨基磺酸鹽系減水劑粉劑中一種或者多種混合。
[0012] 本發(fā)明還提供所述一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑制備方法，包括如下步驟： 1)粉磨:按膠凝材料的百分比取煤矸石，粉粹至粒徑小于5_，再進(jìn)行球磨處理，粉磨至 粒徑小于0.08mm ； 2 )煅燒:將步驟1)球磨后的煤矸石粉在500~700 °C下煅燒0.5~4h，在800~950 °C下煅燒 0.4~3.5h，在850~1000°C下煅燒2.0~2.5h，在冷卻后得到活性煤矸石粉； 3) 稱(chēng)取:按照膠凝材料的百分比稱(chēng)取甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚，攪拌均勻，即為A 組分;按照膠凝材料的百分比稱(chēng)取聚丙烯酰胺、步驟2)所得的活性煤矸石粉，攪拌均勻，即 為B組分； 4) 混合：向步驟3)所得的A組分、B組分以及減水組分中按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為： (1)本發(fā)明材料簡(jiǎn)單易得，工藝易調(diào)控，制作成本低，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0014] (2)本發(fā)明抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑利用活化煤矸石粉和聚丙烯酰胺以及組分A 的共同作用，提高混凝土的抗分散性能，混凝土的流變性能，以及混凝土后期強(qiáng)度，減少坍 落度損失。
[0015] (3)本發(fā)明能夠節(jié)約水泥土地等資源，削弱煤矸石堆積對(duì)環(huán)境的影響。煤矸石經(jīng)活 化處理，可代替水泥，減少了混凝土中水泥的用量。煤矸石的轉(zhuǎn)化利用，減少其堆積量，騰出 空地，充分發(fā)揮土地應(yīng)有的價(jià)值。同時(shí)，煤矸石的轉(zhuǎn)化利用，可減緩其堆放而造成的水體，土 質(zhì)的污染，減少粉塵的飄揚(yáng)量和自然而排放的各種有害氣體的排放量。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0017] 實(shí)施例！ 一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，它由A組份、B組份和減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8%、 72%和20%混合配制而成；其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為 0.2:1:0.3混合配制而成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為0.10:15混合配 制而成。
[0018] 上述抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑制備方法，包括如下步驟： 1)粉磨:按照所述比例取煤矸石，粉粹至粒徑小于5_，再進(jìn)行球磨處理，粉磨至粒徑小 于0·08mm; 2 )煅燒:將步驟1)球磨后的煤矸石粉在600 °C下煅燒1.5h，在740 °C下煅燒2h，在900 °C 下煅燒1.5h，在冷卻后得到活性煤矸石粉； 3) 稱(chēng)取:按照所述比例稱(chēng)取甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚，攪拌均勻，即為A組分;按照 所述比例稱(chēng)取聚丙烯酰胺、步驟2)所得的活性煤矸石粉，攪拌均勻，即為B組分； 4) 混合：向步驟3)所得的A組分、B組分以及減水組分中按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑。
[0019] 實(shí)施例2 一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，它由A組份、B組份以及減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 6%、71 %和23%混合配制而成;其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比 為0.8:1.6:0.5混合配制而成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為0.16:8混 合配制而成。
[0020] 上述抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑制備方法，包括如下步驟： 1) 粉磨:按照所述比例取煤矸石，粉粹至粒徑小于5_，再進(jìn)行球磨處理，粉磨至粒徑小 于0·08mm; 2) 煅燒:將步驟1)球磨后的煤矸石粉在620°C下煅燒lh，在780°C下煅燒2.2h，在930°C 下煅燒1.8h，在冷卻后得到活性煤矸石粉； 3) 稱(chēng)取:按照所述比例的百分比稱(chēng)取甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚，攪拌均勻，即為A 組分;按照所述比例取聚丙烯酰胺、步驟2)所得的活性煤矸石粉，攪拌均勻，即為B組分； 4) 混合：向步驟3)所得的A組分、B組分以及減水組分中按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑。
[0021] 實(shí)施例3 一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，它由A組份、B組份以及減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 12%、68%和20%混合配制而成；其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量 比為0.5:5:1混合配制而成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為1:10混合配 制而成。
[0022]上述抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑制備方法，包括如下步驟： 1) 粉磨:按照所述比例取煤矸石，粉粹至粒徑小于5_，再進(jìn)行球磨處理，粉磨至粒徑小 于0·08mm; 2) 煅燒:將步驟1)球磨后的煤矸石粉在590°C下煅燒1.8h，在700°C下煅燒2. lh，在960 °C下煅燒1.7h，在冷卻后得到活性煤矸石粉； 3) 稱(chēng)取:按照所述比例稱(chēng)取甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚，攪拌均勻，即為A組分;按照 所述比例稱(chēng)取聚丙烯酰胺、步驟2)所得的活性煤矸石粉，攪拌均勻，即為B組分； 4) 混合：向步驟3)所得的A組分、B組分以及減水組分中按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑。
[0023] 實(shí)施例4 一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，它由A組份、B組份以及減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 15%、50%和35%混合配制而成；其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量 比6:16:12混合配制而成;所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比3:15混合配制而 成。
[0024]上述抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑制備方法，包括如下步驟： 1) 粉磨:按所述比例取煤矸石，粉粹至粒徑小于5_，再進(jìn)行球磨處理，粉磨至粒徑小于 0.08mm; 2) 煅燒:將步驟1)球磨后的煤矸石粉在610 °C下煅燒1.7h，在780 °C下煅燒2.4h，在970 °C下煅燒2h，在冷卻后得到活性煤矸石粉； 3) 稱(chēng)取:按照所述比例稱(chēng)取甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚，攪拌均勻，即為A組分;按照 所述比例稱(chēng)取聚丙烯酰胺、步驟2)所得的活性煤矸石粉，攪拌均勻，即為B組分； 4) 混合：向步驟3)所得的A組分、B組分以及減水組分中按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑。
[0025] 對(duì)比例1 本對(duì)比例與實(shí)施例1所述的抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑大體相同，不同之處在于，所述的 B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為5:2,按照與實(shí)施例1相同的方法制備得到。
[0026] 對(duì)比例2 本對(duì)比例與實(shí)施例1所述的抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑大體相同，不同之處在于，將所述 煤矸石粉替換成頁(yè)巖灰，按照與實(shí)施例1相同的方法制備得到。
[0027] 應(yīng)用例 以C40混凝土試件為考察對(duì)象，實(shí)施例中的添加劑以15 %等量取代膠凝材料配置混凝 土，按照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》新拌混凝土拌合物的坍 落度;按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，用萬(wàn)能壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試 基準(zhǔn)樣和實(shí)施例的添加劑7天和28天抗壓強(qiáng)度;混凝土抗分散性按照《水下不分散混凝土 試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T5117-2000)進(jìn)行。
[0028]經(jīng)常規(guī)測(cè)試，該實(shí)施例形成的混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)附表。
[0029]表1混凝土試塊的性能
從表1可以看出，本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例都具有良好的抗分散性、工作性能和力學(xué)性能， 加入抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑后混凝土7天水陸強(qiáng)度比在75%~87%，28天水陸強(qiáng)度比在 88~95 %，lh坍落度損失6.8%~11.1%，對(duì)比例1與對(duì)比例2中混凝土7天水陸強(qiáng)度比以及28 天水陸強(qiáng)度較小，lh坍落度損失都沒(méi)有達(dá)到實(shí)施例產(chǎn)生的效果。
[0030]以上對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施所提供的一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑進(jìn)行了詳細(xì)的介 紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范 圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，其特征在于：它由A組份、B組份和減水組份組成，上 述組分依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)4-20%、40-80%和10-40%混合配制而成； 其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.1-10:1-20:0.1-20 混合配制而成； 所述的B組份由聚丙烯酰胺、活化煤矸石粉按質(zhì)量比為0.05-4:3-20混合配制而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，其特征在于:所述A組份、B組 份和減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6-12%、60-73%和15-30%混合配制而成； 其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.1-5:1-10:0.1-10混 合配制而成； 所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為0.05-2:6-16混合配制而成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，其特征在于:所述A組份、B組 份和減水組份依次按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8%、72%和20%混合配制而成； 其中，所述的A組份由甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚按質(zhì)量比為0.2:1:0.3混合配制而 成； 所述的B組份由聚丙烯酰胺、煤矸石粉按質(zhì)量比為0.10:15混合配制而成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，其特征在于:所述的聚丙烯酰 胺為非尚子型，固含量多90%，分子量為200萬(wàn)~1500萬(wàn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，其特征在于:所述的減水組分 為聚羧酸減水劑粉劑、木質(zhì)素磺酸鹽粉劑、萘磺酸鹽甲醛聚合物粉劑或氨基磺酸鹽系減水 劑粉劑中一種或者多種混合。6. 權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟： 1) 粉磨：按照所述比例取煤矸石，粉粹至粒徑小于5_，再進(jìn)行球磨處理，粉磨至粒徑小 于0·08mm; 2) 煅燒:將步驟1)球磨后的煤矸石粉在500~700 °C下煅燒0.5~4h，在700~850°C下煅燒 0.4~3.5h，在850~1000°C下煅燒2.0~2.5h，在冷卻后得到活性煤矸石粉； 3) 稱(chēng)取:按照所述比例稱(chēng)取甲基纖維素、硬脂酸、纖維素醚，攪拌均勻，即為A組分;按照 所述比例稱(chēng)取聚丙烯酰胺、步驟2)所得的活性煤矸石粉，攪拌均勻，即為B組分； 4) 混合：向步驟3)所得的A組分、B組分以及減水組分中按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗分散高強(qiáng)混凝土添加劑，其特征在于:所述步驟2)具體 為:將步驟1)粉磨后徑小于0.08mm的煤矸石粉料，依次在600°C下煅燒1.5h，在740 °C下煅燒 2h，在900°C下煅燒1.5h，冷卻后得到活性煤矸石粉。
【文檔編號(hào)】C04B24/38GK106045367SQ201610361194
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】周曉陽(yáng), 梅飛, 代義超
【申請(qǐng)人】武漢源錦商品混凝土有限公司