硫铝酸盐水泥专用缓凝剂制作方法

牛嗣恩, 焦殿启

1996年8月7日

1995年1月4日

1995年1月4日

首钢总公司

C04B40/00GK1128244SQ95101008

缓凝剂 铝酸盐 专用 水泥

1.一种混凝土有效成分的外加剂，特别适用于快硬早强硫铝盐水泥用的缓凝剂，其化学成分按重量百分比为硼酸6-8％，亚硝酸钠40％—60％，木钙5—8％，UNF2或UNF56—10％，钢渣粉39—43％2.按照权利要求1所述的混凝土有敏感成分的外加剂，特征在于快硬早强硫铝酸盐水泥混凝土中缓凝剂的用量为水泥重量的2—5％

本发明涉及使用酸和盐等材料作为混凝土的有效成分的外加剂硫铝酸盐水泥是中国建筑材料科学院水泥研究所在70年代研究出的新品种水泥迄今尚未大面积推广应用，几个生产厂家规模都不大硫铝酸盐水泥具有凝结时间快(初凝25—30分钟，终凝约1小时)，早强高强等技术特性，特别适合于工期短、抢修、抢建工程中的混凝土施工随着人们对硫铝酸盐水泥性能的认识不断深入，随着混凝土施工技术不断提高，硫铝酸盐水泥的应用范围日益广泛，据报导已用于桥梁检修、矿井坑道支护、预制构件生产和工业民用建筑中但由于该水泥凝结时间快，配制的混凝土坍落度损失快，无法在大型混凝土工程中采用混凝土集中搅拌，罐车运输、输送泵浇注的方法施工为此，我们发明了“泵送快硬早强水泥混凝土用的缓凝剂”(代号BS—3型)，专利申请号为93107532.7，使混凝土可控时间保持在2—3小时，满足了大型机械化泵送法混凝土施工的需要BS—3型缓凝剂虽然延长了混凝土凝结时间，保证了混凝土的可泵时间，但由于该缓凝剂只有缓凝作用，影响了混凝土早期强度，对于因缓凝引起的早期强度的损失不能给予有效的补偿另外，该缓凝剂没有考虑到在混凝土在冬期施工中混凝土处于低负温情况下强度发展问题，从而限制了该缓凝剂在混凝土冬季施工中的应用本发明的目的就是为了克服上述的不足，发明一种硫铝酸盐水泥专用的抗冻缓凝剂本发明技术方案已经过试验而确定，其化学成分为(重量百分比)硼酸6—8％，亚硝酸钠40％—60％，木钙5—8％，UNF2或UNF56—10％，钢渣粉39—43％其中硼酸主要起缓凝作用；木钙起减水、缓凝双重作用；亚硝酸钠起抗冻作用；UNF2或UNF5起减水作用，并增加混凝土和易性；钢渣粉起载体作用本发明的缓凝剂是粉状，在泵送硫铝酸盐水泥混凝土中的适宜惨量为水泥重量的2—5％其具体惨量要根据不同标号、不同生产厂家的硫铝酸盐水泥，通过试验确定，可在混凝土搅拌过程中加入，或直接掺入水泥中使用掺入量计量必须准确用量稍小混凝土就可能在短时间内凝结，用量稍大又可能造成混凝土长时间不凝在冬期施工中，混凝土搅拌用水温度不得超过60℃投料顺序是先加砂子、石子和水，然后再加水泥和缓凝剂，并适当延长混凝土搅拌时间1—2分钟本发明的缓凝剂对硫铝酸盐水泥混凝土既有缓凝作用，又有减水、抗冻和增加混凝土和易性的作用，可谓多效缓凝剂既可在常温下硫铝酸盐水泥混凝土施工中应用，也可在冬期施工中应用不受气温季节的限制，一年四季均可使用本发明的缓凝剂对硫铝酸盐水泥混凝土的缓凝作用见表一由表一，本发明的缓凝剂用于天津苏县水泥厂生产的硫铝酸盐水泥配制的混凝土中，掺量为水泥重量的3—4％时，混凝土可泵时间为2.5—3小时；用于山西阳泉水泥厂生产的硫铝酸盐水泥配制的混凝土中掺量为水泥重量的2.5—3％时，混凝土可泵时间为3—4小时，可见本发明的缓凝剂对不同厂家生产的硫铝酸盐水泥配制的混凝土均能有效地起缓凝作用，使混凝土的可泵时间保持在2—3小时，满足了硫铝酸盐水泥混凝土泵送法施工的要求硫铝酸盐水泥几个生产厂家用的原料产地不同，成分各异，加之生产工艺条件控制的差别，致使不同生产厂家生产的硫铝酸盐水泥其凝结时间差异很大根据我们的检验数据，天津蓟县水泥厂生产的硫铝酸盐水泥初凝时间大部分在20—30分钟，最短只有18分钟，终凝时间大部分在50—60分钟，而唐山特种水泥厂生产的硫铝酸盐水泥，初凝时间大部分在30—60分钟由于不同厂家生产的硫铝盐水泥凝结时间的不同，使用本发明的缓凝剂时掺量不同另外，根据我们的检验数据，即使是同一生产厂家，不同批号，不同标号的硫铝酸盐水泥其凝结时间差别也很大因此，在使用本发明的缓凝剂时，应首先检验硫铝酸盐水泥的凝结时间，并通过试配硫铝酸盐水泥混凝土来确定本发明的缓凝剂的适宜掺量本发明的缓凝剂对硫铝酸盐水泥混凝土抗压强度的影响见表2由表2本发明的缓凝剂在掺量范围内使用时，对硫铝酸盐水泥混凝土的抗压强度无显著影响使用本发明的缓凝剂配制的梳铝酸盐水泥泵送混凝土的力学性能见表3，由表3，使用本发明的缓凝剂配制的硫铝酸盐水泥混凝土的各项力学性能指标符合《混凝土结构设计规范》BGJ10— 89的要求使用本发明的缓凝剂配制的硫铝酸盐水泥混凝土在低温下养护，其抗压强度发展情况见表4，由表4掺加本发明的缓凝剂的硫铝酸盐水泥混凝土在低温下(-10℃和-15℃)养护3天和7天，然后标准养护3天，其抗压强度与标准条件下养护3天和7天的的该混凝土的抗压强度无明显的差异说明本发明的缓凝剂具有优良的抗冻性能综上所述，本发明的缓凝剂除具有93107532.7专利申请的缓凝剂的功能外，增加了减水抗冻性能适用于不同厂家生产的不同标号的硫铝酸盐水泥解决了在冬季低温下快硬早强硫铝酸盐水泥混凝土泵送法施工的技术难点使快硬早强硫铝酸混凝土泵送法施工在低负温条件下也可进行实施例1、本发明的缓凝剂用于蓟县水泥厂生产的硫酸盐水泥配制的混凝土，当掺量为水泥重量的4—5％时，混凝土可泵时间要2—3.6小时混凝土各项力学性能指标达到《混凝土结构设计规范》GBJ10—89的要求在首钢冷轧工程施工中，采用本发明的缓凝剂配制蓟县水泥厂生产的硫铝酸盐水泥混凝土，约4000m3，使用效果良好混凝土抗压强度经养护3天均达到设计标号，比普通水泥混凝土施工工期提前75天，节约费用7.2万元实施例2本发明的缓凝剂用唐山特种水泥厂生产的硫铝酸盐水泥配制的混凝土当掺量为水泥重量的3—4％量，混凝土可泵时间在2.5—3小时混凝土各项力学性能指标达到《混凝土结构设计规范》GBJ10—89的要求在首钢矿山自备电站结构工程中，采用本发明的缓凝剂，配制唐山特种水泥厂生产的硫铝酸盐水泥混凝土约1000m3，使用效果良好混凝土经3天养护其抗压强度均达到设计标号，节约费用1.8万元BS-IV型复合外加剂对混凝土的缓凝作用表1 注外加剂掺量以水泥用量的百分数计BS-IV型复合外加剂对硫铝砼抗压强度的影响表2< <p>硫铝酸盐水泥泵送砼力学性能试验结果表3 硫铝酸盐水泥砼在低温下强度发展情况表表