專利名稱：混凝土超早強劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土外加劑，具體涉及一種用于提高混凝土早后期強度 和縮短硬化時間的混凝土超早強劑。
背景技術：
隨著社會經濟的迅速發展，對混凝土的要求也越來越高。據統計，80%以 上的商品混凝土和自拌混凝土都摻加了混凝土外加劑以提高性能，滿足施工的 要求。現在，混凝土外加劑主要向高效、多功能和復合化的方向發展。采用復 合外加劑能夠改善新拌混凝土的工作性，如增加流動性，減少混凝土坍落度經 時損失等；可以提高混凝土的穩定性，如勻質性、不離析、不泌水等；還可調 節水泥的水化、硬化過程，如延緩水化放熱，早強、高強等。
同時，在一些如大型橋梁、高層建筑等大體積混凝土的施工建筑以及特殊 的搶修工程中，不僅要求混凝土具有高強、高性能，同時希望混凝土早期強度 要發展較快，以縮短拆模時間，提高模板的周轉率，以便下一道工序的施工， 從而縮短建設周期，提高工程進度，創造更大的經濟效益。
傳統的早強劑添加在混凝土中，能提高混凝土早期強度，但早期強度提高 幅度不大。在20℃左右時，齡期1天的混凝土強度可以達到設計標號的30% 左右；齡期2天的混凝土強度達到設計標號的50%左右；齡期3天的混凝土 強度達到設計標號的60 70%;而在O'C時，齡期3天的混凝土強度只能達到 設計標號40%左右，無法滿足某些搶修工程在冬季的施工要求。
中國發明專利申請CN1772684A公開了一種能使水泥提早硬化的早強劑， 由硫酸亞鐵、工業鹽、粉煤灰、碳酸鈣粉配置而成，在水泥中添加3 5%。時， 能促使水泥在3天的早期強度最高達到20.9MPa。但一方面該技術方案中的早 期強度提高幅度不大，還有進一步提升的空間，另一方面，沒有同時兼顧到后 期強度的問題。
針對普通混凝土早強劑早期強度提高不大，硬化時間慢的情況，本發明提供了一種混凝土超早強劑，不但能夠大幅度提高混凝土的早期強度和后期強 度，還可以改善混凝土的工作性、穩定性和耐久性。
發明內容
本發明目的是提供一種能較大幅度提高混凝土的早期強度，同時保證其后 期強度的混凝土超早強劑。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是 一種混凝土超早強劑，以重 量百分比計，包括以下組分，
無機鹽類早強組分 35% 55%,
有機物類早強組分 5% 10%，
減水組分 15% 25%,
其中，所述無機鹽類早強組分由硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽中 的至少2種復配而成；所述有機物類早強組分選自甲酸鈣、乙酸鈉、草酸鈣、 三乙醇胺、三異丙醇胺以及尿素中的一種；所述減水組分選自萘磺酸系、三聚 氰胺系和聚羧酸系高效減水劑中的一種
上述技術方案中，所述無機鹽類早強組分由硫酸鹽和亞硝酸鹽復配而成， 硫酸鹽和亞硝酸鹽的重量比為30 50 : 50 70。
優選的方案，所述硫酸鹽為硫酸鈉，所述亞硝酸鹽為亞硝酸鈉。
優選的技術方案，所述有機物類早強組分為尿素；所述減水組分為萘磺酸 系高效減水劑。
進一步的技術方案，所述超早強劑中還包括有20% 30%重量的促凝改性 劑鋁酸鈉和1% 3%重量的緩凝劑糖鈣和檸檬酸的混合物。
早強組分是決定混凝土超早強劑性能的關鍵，其對混凝土早強作用的機理 通常認為有以下幾點
① 早強組分同水泥礦物鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣形成了能促凝的復雜化合 物，這些化合物能為鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化結晶提供晶核，加快水化反應。
② 早強組分同水化產物Ca (OH) 2形成絡合物，能顯著地加速鋁酸三鈣、 硅酸三鈣的水化反應，從而提高早期強度。
③ 早強組分加速了鋁酸三鈣的水化及水化物與石膏反應生成鈣礬石的過程。
④ 形成石膏的過飽和溶液，阻止鋁酸三鈣水化初期產生疏松結構的趨勢。
⑤ 生成了 C4AH,3六方片狀晶體，抑制了向C3AH6等軸晶體的轉化趨勢。
⑥ 提高液相pH值，促進硅酸鹽水泥水化。
⑦ 在硅酸三媽水化物表面上吸附形成的絡合物促進了水化反應。
⑧ 加速水泥組分的溶解，使反應加速。
⑨ 激發水泥中礦物摻合料的活性，早期發生二次水化反應。
針對以上機理，發明人分別對無機鹽類早強組分和有機物類早強組分及復
合早強組分的性能和功效作試驗研究，找到了一種能起到最好的早強作用的配
方，即使用兩種無機鹽類進行復配，再組合有機物類構成復合早強組分，其中， 所述無機鹽1和無機鹽2優選硫酸鹽和亞硝酸鹽，進一步優選硫酸鈉和亞硝酸 鈉，所述有機物類早強組分優選尿素。
然而，無機鹽為電解質，溶于水后將發生電離，其電離的離子對水泥粒子 的分散產生如下影響①對擴散層的壓縮作用，可以把一部分反號離子壓縮到 凝膠團的緊密層中，這將導致擴散層厚度顯著減薄，電位大大降低，分散作用 減弱而凝聚作用增強。②離子交換的凝聚作用和稀釋作用，使得雙電層中反號 離子數目發生變化，即擴散層發生變化，其；電位隨之改變，水泥漿體系的凝 聚作用發生變化。而減水組分為一種表面活性劑，可使水泥粒子定向吸附及減 水劑分子解離，使水泥粒子的；電位提高，因而顆粒間的靜電斥力增大，形成 起抑制凝聚傾向的定向吸附層。
所以只有選擇合適的減水組分配合早強組分使用，使它們的相容性最好， 才能改善新拌混凝土的工作性能。因此，通過比較水泥凈漿流動度的大小及其 經時變化情況，發明人發現減水組分可選自萘磺酸系、三聚氰胺系和聚羧酸系 高效減水劑中的一種，優選萘磺酸系高效減水劑。
由于上述技術方案的使用，本發明與現有技術相比，具有下列優點
1. 本發明選擇了合適的無機鹽與有機早強組分復配，增大水泥水化速度， 促進混凝土的終凝，減少混凝土初終凝時間間隔，使混凝土在冬季低溫情況下 可以較快地凝結硬化，同時使混凝土的早期強度有較大提高。
2. 減水組分的選取，與早強組分相容性好，改善了新拌混凝土的工作性能。
3.促凝改性劑和緩凝劑的合適比例選擇，既保證了早期強度的提高，又 保證了后期強度。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述
實施例一 一種混凝土超早強劑，以重量百分比計，包括
亞硝酸鈉(Na2N02) 10 20%，
硫酸鈉(Na2S04) 25 35%，
促凝改性劑 20 30%,
緩凝劑 1 3%，
尿素 5 10%，
高效減水劑 15 25%， 其中，髙效減水劑為萘磺酸系減水劑GS-1B。
本實施例的制備方法是，按配比稱量各種原料，然后在挽拌機內混合，攪 拌均勻即可。
使用時，采用外摻法，摻量為水泥用量的3 5%,即在攪拌混凝土時， 100kg的水泥用量摻入3 5kg的超早強劑。
對本實施例獲得的超早強劑進行對比試驗。在冬季氣溫較低時，成型基準 和摻超早強劑的混凝土試塊，并把它們分別在室內標準養護和室外低溫養護， 其中，超早強劑的添加量是3%,比較兩者的性能，試驗結果如下表l所示。
表l超早強劑在冬季低溫混凝土中的性能
由表1可知，超早強劑即使在冬季室外氣溫較低的情況下，使用效果也非 常好，早后期強度提高較大，1天齡期的混凝土強度能達到基準混凝土標準養護28天的40%左右，而基準混凝土在冬季室外低溫情況下一天強度尚不足以 拆模，3天能達到75%左右，而28天強度也能提高17%。
權利要求
1.一種混凝土超早強劑，其特征在于以重量百分比計，包括以下組分，無機鹽類早強組分35％～55％，有機物類早強組分5％～10％，減水組分15％～25％，其中，所述無機鹽類早強組分由硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽中的至少2種復配而成；所述有機物類早強組分選自甲酸鈣、乙酸鈉、草酸鈣、三乙醇胺、三異丙醇胺以及尿素中的一種；所述減水組分選自萘磺酸系、三聚氰胺系和聚羧酸系高效減水劑中的一種。
2. 根據權利要求1所述的超早強劑，其特征在于所述無機鹽類早強組 分由硫酸鹽和亞硝酸鹽復配而成，硫酸鹽和亞硝酸鹽的重量比為30 50 : 50~7(K
3. 根據權利要求2所述的超早強劑，其特征在于所述硫酸鹽為硫酸鈉，所述亞硝酸鹽為亞硝酸鈉。
4. 根據權利要求1所述的超早強劑，其特征在于所述有機物類早強組 分為尿素。
5. 根據權利要求1所述的超早強劑，其特征在于所述減水組分為萘磺 酸系高效減水劑。
6. 根據權利要求1所述的超早強劑，其特征在于所述超早強劑中還包 括有20% 30%重量的促凝改性劑鋁酸鈉和1% 3%重量的緩凝劑糖鈣和檸檬酸的混合物。
全文摘要
本發明公開了一種混凝土超早強劑，其特征在于以重量百分比計，包括以下組分，無機鹽類早強組分35％～55％，有機物類早強組分5％～10％，減水組分15％～25％，其中，所述無機鹽類早強組分由硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽中的至少2種復配而成；所述有機物類早強組分選自甲酸鈣、乙酸鈉、草酸鈣、三乙醇胺、三異丙醇胺以及尿素中的一種；所述減水組分選自萘磺酸系、三聚氰胺系和聚羧酸系高效減水劑中的一種。本發明使混凝土在冬季低溫情況下可以較快地凝結硬化，使混凝土的早期強度有較大提高，同時又保證了后期強度。
文檔編號C04B24/12GK101200354SQ20071019054
公開日2008年6月18日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者宮長義, 李建華, 王惠明, 陳曉龍 申請人:蘇州二建建筑集團有限公司;蘇州市建筑科學研究院有限公司