專利名稱：堿礦渣水泥緩凝劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種用于延長(zhǎng)堿礦渣水泥凝固時(shí)間的緩凝劑。
背景技術(shù)：
堿礦渣水泥由磨細(xì)水淬高爐礦渣和堿組分組成，是一種性能優(yōu)良的新型建筑膠凝材料。三十多年的研究和應(yīng)用證明，它具有一系列優(yōu)良性能1)早強(qiáng)快硬和高強(qiáng)度在不采用其它特殊工藝措施和摻其它化學(xué)外加劑的條件下，堿礦渣混凝土的強(qiáng)度可達(dá)60 150MPa，一天強(qiáng)度可達(dá)68MPa，且經(jīng)十多年的應(yīng)用，強(qiáng)度增長(zhǎng)100% 200% (與28天強(qiáng)度相比較)。2)低需水性通常，堿礦渣水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量17% 22%，因此，在不使用減水劑的條件下，可用堿礦渣水泥配制出工作性良好的高強(qiáng)及超高強(qiáng)堿礦渣混凝土。3)良好的抗?jié)B性堿礦渣混凝土的抗?jié)B壓力一般3. 6 4. OMPa,高強(qiáng)堿礦渣混凝土的抗?jié)B壓力均在4. OMPa以上，遠(yuǎn)高于普通混凝土的抗?jié)B性。4)低水化熱堿礦渣水泥的水化熱只有同標(biāo)號(hào)硅酸鹽水泥1/2 1/3，屬低熱水泥可用于大體積混凝土工程中。5)高抗侵蝕性及抗凍性堿礦渣水泥砂漿1 % 2 % MgSO4溶液中浸泡一年強(qiáng)度繼續(xù)增長(zhǎng)，在PH= 2(硫酸、鹽酸等)溶液中浸泡兩年，度基本不變，同時(shí)，堿礦渣混凝土能經(jīng)受300 1150次凍融循環(huán)。現(xiàn)有技術(shù)概況及堿礦渣水泥的技術(shù)性能，堿礦渣水泥是由磨細(xì)水淬高爐礦渣和堿組分則組成，是一種優(yōu)良的新型高效建筑膠凝材料，具有一系列良好的性能，如早強(qiáng)、高活性和高耐久性，且生產(chǎn)能耗低，可有效地利用工業(yè)廢渣等，因此在建筑工程上對(duì)其應(yīng)用是日趨廣泛。然而，堿礦渣水泥的最大缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。特別是高強(qiáng)堿礦渣水泥，其初凝時(shí)間一般只有5-15分鐘，且初、終凝的時(shí)間間隔又極短，通常為2-7分鐘。顯然，這樣快凝速度的水泥難以在建筑工程上得到推廣應(yīng)用，急需解決堿礦渣水泥的緩凝問(wèn)題，卻成為其推廣應(yīng)用的前提條件。堿礦渣水泥的緩凝問(wèn)題引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，特別是蘇聯(lián)。從本世紀(jì)七十年代就開(kāi)始對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究，并取得了一定的成果。目前，解決堿礦渣水泥緩凝問(wèn)題的途徑有工藝措施和摻緩凝劑。前者包括延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，采用二次攪拌和對(duì)礦渣進(jìn)行熱處理，但由于工藝方法的實(shí)施，將引起工藝過(guò)程復(fù)雜化，設(shè)備投資增加及工程施工效率下降，故難以推廣應(yīng)用，特別是難以應(yīng)用于現(xiàn)澆工程中。因此，研究有效地堿礦渣水泥緩凝劑， 卻成為解決其緩凝問(wèn)題的根本途徑。試驗(yàn)證明，普通硅酸鹽水泥中常用的緩凝物質(zhì)，對(duì)堿礦渣水泥的凝結(jié)無(wú)延緩作用或作用甚微，又如有機(jī)表面活性物質(zhì)和亞硫酸酒精廢渣等，對(duì)堿礦渣水泥的凝結(jié)有一定的延緩作用，但對(duì)堿性礦渣和堿金屬硅酸鹽或堿金屬氫氧化物為堿組分的堿礦渣水泥，其凝結(jié)時(shí)間始終不能達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間的要求，鑒于這一現(xiàn)狀，蘇聯(lián)于1989 年頒布的《堿礦渣膠結(jié)材技術(shù)規(guī)程》，其2. 10條規(guī)定除可溶性硅酸鈉作堿組分的膠結(jié)材外，對(duì)各種膠結(jié)材的初凝時(shí)間不得早于30分鐘，其終凝不得遲于12小時(shí)；同時(shí)，在2. 12條又規(guī)定用溶性硅酸鈉作堿組分的膠結(jié)材，其初凝時(shí)間不得早于20分鐘，終凝不得遲于12 小時(shí)。由此可見(jiàn)，對(duì)該課題研究的最早的蘇聯(lián)也沒(méi)有找到有效延緩堿礦渣水泥凝固時(shí)間的辦法，因此堿礦渣水泥的推廣應(yīng)用收到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能有效延緩堿礦渣水泥凝固的緩凝劑。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉20% _30%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40% -50%，有機(jī)硅表面活性劑20% -30%。優(yōu)選的，按重量百分比其包括鉻酸鈉25%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50%，有機(jī)硅表面活性劑25%。優(yōu)選的，按重量百分比其包括鉻酸鈉30%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40%，有機(jī)硅表面活性劑30%。優(yōu)選的，按重量百分比其包括鉻酸鈉20%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50%，有機(jī)硅表面活性劑30%。優(yōu)選的，按重量百分比其包括鉻酸鈉30%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50%，有機(jī)硅表面活性劑20%。本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述堿礦渣水泥緩凝劑的使用方法，其包括如下步驟1)按重量百分比將鉻酸鈉20%-30%、氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40%-50%、有機(jī)硅表面活性劑20% -30%進(jìn)行混合形成緩凝劑；2)將上述緩凝劑溶于水中形成水劑，并將水劑摻雜在所要緩凝的堿礦渣混凝土中，所述緩凝劑的質(zhì)量為要摻雜的堿礦渣混凝土質(zhì)量的0. 3% 0. 5%。優(yōu)選的，所述緩凝劑的水劑在堿礦渣混凝土攪拌時(shí)加入。該緩凝劑使用時(shí)，其組分中的堿性組分與礦渣在加水?dāng)嚢杌旌希捎趬A的強(qiáng)烈激發(fā)，使礦渣玻璃體硅氧鍵斷裂形成含有非橋氧的自由端和羥基的硅酸根離子，鈣離子與這些硅酸根離子相互結(jié)合形成水化硅酸鈣凝膠，同時(shí)硅酸根離子在靜電作用下進(jìn)行了快速聚合，這是堿礦渣水泥急凝的主要原因。本發(fā)明通過(guò)引入帶電荷的陰陽(yáng)粒子，在電荷斥力作用下阻止延緩鈣離子的移動(dòng)速度，或降低硅酸根離子的靜電引力，從而阻止水化硅酸鈣的生成，延遲硅酸根離子的聚合。同時(shí)，有機(jī)硅表面活性劑吸附到反應(yīng)產(chǎn)物的表面，通過(guò)雙重作用以達(dá)到緩凝的效果。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉25%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50 %，有機(jī)硅表面活性劑25 %。
實(shí)施例二—種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉30%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40 %，有機(jī)硅表面活性劑30 %。實(shí)施例三一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉20%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50 %，有機(jī)硅表面活性劑30 %。實(shí)施例四一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉30%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50 %，有機(jī)硅表面活性劑20 %。實(shí)施例五一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉28%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑48 %，有機(jī)硅表面活性劑24 %。實(shí)施例六一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉27%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑45 %，有機(jī)硅表面活性劑28 %。下面以實(shí)施例一為例，介紹該堿礦渣水泥緩凝劑的使用方法首先重量百分比鉻酸鈉25%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50%，有機(jī)硅表面活性劑25%混合形成緩凝劑，該緩凝劑溶于水，將該緩凝劑溶于水中形成水劑，然后在堿礦渣混凝土攪拌時(shí)將制得的水劑摻雜在堿礦渣混凝土中，緩凝劑的質(zhì)量應(yīng)為要摻雜堿礦渣混凝土質(zhì)量的0. 3% 0. 5%。不同的緩凝劑質(zhì)量百分比其凝固時(shí)間有所不同，其具體性能如表1、表2所示表1緩凝劑對(duì)堿礦渣水泥凝結(jié)時(shí)間的影晌
權(quán)利要求
1.一種堿礦渣水泥緩凝劑，其特征在于，按重量百分比其包括鉻酸鈉20% -30%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40% -50%，有機(jī)硅表面活性劑20% -30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿礦渣水泥緩凝劑，其特征在于，按重量百分比其包括鉻酸鈉25%，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50%，有機(jī)硅表面活性劑25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿礦渣水泥緩凝劑，其特征在于，按重量百分比其包括鉻酸鈉30 %，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40 %，有機(jī)硅表面活性劑30 %。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿礦渣水泥緩凝劑，其特征在于，按重量百分比其包括鉻酸鈉20 %，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50 %，有機(jī)硅表面活性劑30 %。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿礦渣水泥緩凝劑，其特征在于，按重量百分比其包括鉻酸鈉30 %，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑50 %，有機(jī)硅表面活性劑20 %。
6.一種權(quán)利要求1所述堿礦渣水泥緩凝劑的使用方法，其特征在于，其包括如下步驟1)按重量百分比將鉻酸鈉20%-30%,氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40 %-50%,有機(jī)硅表面活性劑20% -30%進(jìn)行混合形成緩凝劑；2)將上述緩凝劑溶于水中形成水劑，并將水劑摻雜在所要緩凝的堿礦渣混凝土中，所述緩凝劑的質(zhì)量為要摻雜的堿礦渣混凝土質(zhì)量的0. 3% 0. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的堿礦渣水泥緩凝劑的使用方法，其特征在于所述緩凝劑的水劑在堿礦渣混凝土攪拌時(shí)加入。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種堿礦渣水泥緩凝劑，按重量百分比其包括鉻酸鈉20％-30％，氨基磺酸雜環(huán)縮合物減水劑40％-50％，有機(jī)硅表面活性劑20％-30％。本發(fā)明的緩凝劑機(jī)理是通過(guò)引入帶電荷的陰陽(yáng)粒子，在電荷斥力作用下阻止延緩鈣離子的移動(dòng)速度，或降低硅酸根離子的靜電引力，從而阻止水化硅酸鈣的生成，延遲硅酸根離子的聚合。同時(shí)，有機(jī)硅表面活性劑吸附到反應(yīng)產(chǎn)物的表面，通過(guò)雙重作用以達(dá)到緩凝的效果。
文檔編號(hào)C04B103/22GK102249594SQ20111013219
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者劉園園, 劉小兵, 臧軍, 蔡林虎 申請(qǐng)人:江蘇名和集團(tuán)有限公司