一種抗分散高強混凝土添加劑及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于建筑材料技術領域，具體公開了一種抗分散高強混凝土添加劑及其制備方法。所述抗分散高強混凝土添加劑由A組份、B組份以及減水組份組成，依次按照質量百分數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、活化煤矸石粉按質量比為0.05?4：3?20混合配制而成。本發明所用材料簡單易得，工藝易調控，制作成本低，適應大規模生產；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度。其制備方法簡單可行，對設備無特殊要求，操作簡單。
【專利說明】
一種抗分散高強混凝土添加劑及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及建筑材料領域，特別是一種抗分散高強混凝土添加劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著陸地資源的減少，混凝土水下施工越來越多，而水下混凝土結構非常復雜，因 此，除了要求混凝土的強度以外，水中成型混凝土水泥流失量不能大于1.5%，還要求施工工 藝簡單，經濟合理，工作性、耐久性好且對環境無污染。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量。因此，抗分散混凝土日益成為眾多 學者和工程技術人員研究的重點，而抗分散劑對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程中排出的固體廢棄物，當前煤矸石的堆積排放嚴重，這 樣既浪費了資源，又占用了大量的土地，不利于礦區的環境治理，如何綜合利用煤矸石成為 實現綠色采礦必須解決的問題。然而截止目前，尚未有直接利用煤矸石制備抗分散混凝土 添加劑的相關技術見諸報道。
[0004] 目前，普通混凝土材料體系無法滿足水下施工的要求。現階段相關專利中有單摻 纖維素類和聚丙烯類增粘物質配制水下混凝土，頁巖和聚丙烯類增粘物質配制水下混凝 土，但是所得到的的混凝土強度較低，并且水陸強度比只有65% - 70% (7d)和70% - 75% (28d)，并且混凝土的坍落度損失大，故如何實現抗分散混凝土的優異工作性能、抗分 散性以及強度，有待進一步研究，應用于實際工程之中。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服上述現有【背景技術】的不足，提供一種抗分散高強混凝土添 加劑，本發明還提供這種抗分散高強混凝土添加劑的制備方法，其簡便可行。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種抗分散高強混凝土添加劑，由A組份、B組份和減水組份組成，上述組分依次按照質 量百分數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，與水泥熟料水化產物Ca(0H)2發生二次反 應形成鈣礬石、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等水化產物，煤矸石的水化反應降低水化產物中 Ca(0H)2的含量、抑制Ca(OH) 2晶體的生長和聚集，改善混凝土結構，提高其耐久性，活化煤 矸石粉具有更好的填充性和自密實性。加入抗分散高強混凝土添加劑后混凝土7天水陸強 度比在75%~87%，28天水陸強度比在88~95%。組分A起到了保水，分散作用，混凝土流 動性好。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，改善環境污染，又能為建材提供原料，具有可觀的經濟效益、長遠的社會效益和 環境效益。
[0008] 優選地，所述A組份、B組份和減水組份依次按照質量百分數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、煤矸石粉按質量比為0.05-2:6-16混合配制而成。
[0009] 優選地，所述A組份、B組份和減水組份依次按照質量百分數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、煤矸石粉按質量比為0.10:15混合配制而成。
[0010] 優選地，所述的聚丙烯酰胺為非離子型，固含量彡90%，分子量為200萬~1500萬。
[0011] 優選地，所述的減水組分為聚羧酸減水劑粉劑、木質素磺酸鹽粉劑、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] 本發明還提供所述一種抗分散高強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) 稱取:按照膠凝材料的百分比稱取甲基纖維素、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量百分數稱取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強混凝土添加劑。
[0013] 與現有技術相比，本發明的有益效果為： (1)本發明材料簡單易得，工藝易調控，制作成本低，適應大規模生產。
[0014] (2)本發明抗分散高強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，以及混凝土后期強度，減少坍 落度損失。
[0015] (3)本發明能夠節約水泥土地等資源，削弱煤矸石堆積對環境的影響。煤矸石經活 化處理，可代替水泥，減少了混凝土中水泥的用量。煤矸石的轉化利用，減少其堆積量，騰出 空地，充分發揮土地應有的價值。同時，煤矸石的轉化利用，可減緩其堆放而造成的水體，土 質的污染，減少粉塵的飄揚量和自然而排放的各種有害氣體的排放量。
【具體實施方式】
[0016] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0017] 實施例！ 一種抗分散高強混凝土添加劑，它由A組份、B組份和減水組份依次按照質量百分數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、煤矸石粉按質量比為0.10:15混合配 制而成。
[0018] 上述抗分散高強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) 稱取:按照所述比例稱取甲基纖維素、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量百分數稱取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強混凝土添加劑。
[0019] 實施例2 一種抗分散高強混凝土添加劑，它由A組份、B組份以及減水組份依次按照質量百分數 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、煤矸石粉按質量比為0.16:8混 合配制而成。
[0020] 上述抗分散高強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) 稱取:按照所述比例的百分比稱取甲基纖維素、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量百分數稱取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強混凝土添加劑。
[0021] 實施例3 一種抗分散高強混凝土添加劑，它由A組份、B組份以及減水組份依次按照質量百分數 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、煤矸石粉按質量比為1:10混合配 制而成。
[0022]上述抗分散高強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) 稱取:按照所述比例稱取甲基纖維素、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量百分數稱取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強混凝土添加劑。
[0023] 實施例4 一種抗分散高強混凝土添加劑，它由A組份、B組份以及減水組份依次按照質量百分數 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、煤矸石粉按質量比3:15混合配制而 成。
[0024]上述抗分散高強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) 稱取:按照所述比例稱取甲基纖維素、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量百分數稱取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強混凝土添加劑。
[0025] 對比例1 本對比例與實施例1所述的抗分散高強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、煤矸石粉按質量比為5:2,按照與實施例1相同的方法制備得到。
[0026] 對比例2 本對比例與實施例1所述的抗分散高強混凝土添加劑大體相同，不同之處在于，將所述 煤矸石粉替換成頁巖灰，按照與實施例1相同的方法制備得到。
[0027] 應用例 以C40混凝土試件為考察對象，實施例中的添加劑以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方法標準》新拌混凝土拌合物的坍 落度;按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，用萬能壓力試驗機測試 基準樣和實施例的添加劑7天和28天抗壓強度;混凝土抗分散性按照《水下不分散混凝土 試驗規程》(DL/T5117-2000)進行。
[0028]經常規測試，該實施例形成的混凝土的各項指標見附表。
[0029]表1混凝土試塊的性能
從表1可以看出，本發明的四個實施例都具有良好的抗分散性、工作性能和力學性能， 加入抗分散高強混凝土添加劑后混凝土7天水陸強度比在75%~87%，28天水陸強度比在 88~95 %，lh坍落度損失6.8%~11.1%，對比例1與對比例2中混凝土7天水陸強度比以及28 天水陸強度較小，lh坍落度損失都沒有達到實施例產生的效果。
[0030]以上對本發明創造實施所提供的一種抗分散高強混凝土添加劑進行了詳細的介 紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明創造實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范 圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明創造的限制。
【主權項】
1. 一種抗分散高強混凝土添加劑，其特征在于：它由A組份、B組份和減水組份組成，上 述組分依次按照質量百分數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、活化煤矸石粉按質量比為0.05-4:3-20混合配制而成。2. 根據權利要求1所述的一種抗分散高強混凝土添加劑，其特征在于:所述A組份、B組 份和減水組份依次按照質量百分數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、煤矸石粉按質量比為0.05-2:6-16混合配制而成。3. 根據權利要求1所述的一種抗分散高強混凝土添加劑，其特征在于:所述A組份、B組 份和減水組份依次按照質量百分數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、煤矸石粉按質量比為0.10:15混合配制而成。4. 根據權利要求1所述的一種抗分散高強混凝土添加劑，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200萬~1500萬。5. 根據權利要求1所述的一種抗分散高強混凝土添加劑，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. 權利要求1~5任一項所述的抗分散高強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) 稱取:按照所述比例稱取甲基纖維素、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量百分數稱取后，攪拌均 勻，即為抗分散高強混凝土添加劑。7. 根據權利要求6所述的一種抗分散高強混凝土添加劑，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】C04B24/38GK106045367SQ201610361194
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】周曉陽, 梅飛, 代義超
【申請人】武漢源錦商品混凝土有限公司