一种混凝土用高效抗冲耐磨剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土用高效抗冲耐磨剂及其制备方法。本发明专利技术所述抗冲耐磨剂包含以下组分，各组分质量百分比为：改性氧化钙：14.5~29.0wt%，改性氧化镁：10.5~21.0wt%，刚玉：30.0‑69.0wt%，莫来石：1.0~5.0wt%，超细二氧化硅：5.0‑15.0wt%；所述混凝土用高效抗冲耐磨剂的制备方法为：白云石、矾土低温煅烧所得的钙质、镁质复合膨胀材料和刚玉、莫来石，加入硬脂酸钙后再与超细二氧化硅复合制备而成。本发明专利技术所述的混凝土用高效抗冲耐磨剂，达到了分阶段、全过程的抗裂，显著提升混凝土强度和抗冲磨性能的效果，延长了使用寿命。

High impact abrasion resistant agent for concrete and its preparation method

The present invention discloses a high impact abrasion resistant agent for concrete and its preparation method. The invention of the anti abrasion agent comprises the following components, each component weight percentage: modified calcium oxide: 14.5~29.0wt%, modified Magnesium Oxide: 10.5~21.0wt%, 69.0wt%: 30 corundum, mullite ultrafine silica: 5: 1.0~5.0wt%, 15.0wt%; preparation method for high abrasion resistant agent in the concrete: low temperature calcined dolomite, alumina, calcium magnesium composite expansion material and corundum, mullite, and ultrafine silica composite was prepared after adding calcium stearate. The high impact abrasion resistant agent for concrete in the invention achieves the cracking resistance in stages and the whole process, remarkably improves the strength and abrasion resistance performance of concrete, and prolongs the service life.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土用高效抗冲耐磨剂及其制备方法
本专利技术属于建筑材料混凝土外加剂
，具体涉及一种水泥混凝土工程使用的抗冲耐磨剂及其制备方法。
技术介绍
含沙高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲刷磨损和空蚀破坏，是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害。尤其是当前流速较高且水流中又夹带着悬移质或推移质时，建筑物遭受的冲磨、空蚀就更为严重。据调查，大型混凝土坝在运行过程中有近70％的工程存在此类病害，尤其是黄河干流上的几个大型水电站和西南地区的水利水电工程，由于泥沙和推移质含量大，水流速度高，因此泄水建筑物的冲磨和空蚀问题已经成为一些水电站运行中的主要病害之一，有的甚至危及工程安全，急需修复。目前，提高混凝土抗冲耐磨的解决方案有硅粉系列抗冲耐磨混凝土、改性环氧类抗冲磨砂浆、防护涂料等。以上解决的方案主要采用增加混凝土抗压强度，达到提高混凝土抗冲耐磨性。但是带来了种种难以克服的缺点，如混凝土抗裂性能差、干缩变形大、有机类易挥发、柔韧性不足、施工困难等缺点，一直是困扰工程界的难题。迄今为止，有关混凝土抗冲磨剂及其制备方法的专利文献很多，如：中国专利CN101077830A公开了一种混凝土抗冲磨剂组合物及其制备方法。基于100重量份的混凝土抗冲磨剂组合物，其中包含35-80重量份的塑化剂、2.0-6.0重量份的三乙醇胺和1.0-6.0重量份的氯化物。此抗冲耐磨剂具有致密、增强，提高混凝土抗冲耐磨能力，但存在大量的氯盐化物易引起抗冲磨混凝土内部钢筋锈蚀，产生钢筋锈蚀膨胀，导致表层混凝土脱落剥离。中国专利CN102659341A公开了一种主要用于水电建设工程，也可用于道路、机场跑道等工程的水工混凝土用抗冲耐磨剂。此种混凝土抗冲耐磨剂主要由纳米材料、纤维、减水剂和矿渣组成。所述纤维为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、矿物纤维中的一种或两种以上的混凝土。一旦硬化混凝土开裂，此种纤维难以满足对混凝土横跨裂缝的约束限制。中国专利CN104446082A公开了一种混凝土用抗冲磨剂。以重量份计，包括：6-12份的煤矸石、8-14份地开石粉、6-13粉的石膏粉。此抗冲磨剂利用煤矸石、地开石和石膏粉内部反应产生钙矾石相，从而固相体积增加，产生微膨胀，使混凝土更密实，提高混凝土的耐冲磨性能。但地开石、石膏生成钙矾石主要集中的混凝土浇筑成型后3-5d内，不能补偿抗冲磨、大体积混凝土的温降收缩变形，一旦开裂将严重影响混凝土抗冲耐磨性能；煤矸石是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，易吸附混凝土减水剂，影响混凝土工作性能。中国专利CN103896532A公开了一种高强、高韧、高抗冲击、高耐磨水泥基复合材料及其浇筑方法。按质量百分比计，包括如下物质：水泥22.1-26.5％，多元复合矿物掺合料15.2-23.1％，刚玉44.5-55.1％，减水剂0.72-0.78％，钢纤维1.1-2.5％，水7.5-10.2％。此种水泥基复合材料浇筑成型的建筑构件，具有高强度、高抗冲击和耐磨特点。但其自身的收缩变形仅靠钢纤维的约束，无法抑制其早期的自收缩和塑性收缩开裂。中国专利CN103570271A公开了一种改性水泥基材料抗冲磨材料及其制备和应用方法。改性水泥基材料抗冲耐磨材料包含：聚氧乙烯醚5-10％，阴离子型活性剂20-30％，载体30-40％，纳米极性硅改性材料30-40％。此种抗冲磨材料具有增强、耐磨等特点；但掺纳米级二氧化硅的混凝土收缩较大，通过聚氧乙烯醚降低水泥间内部表面张力，无法完全抑制抗冲耐磨混凝土的收缩开裂；虽其掺量仅占胶材的0.8-1.5％，但含有价格较高的聚氧乙烯醚、阴离子型活性剂等，因此生产成本较高。在上述的技术中，涉及混凝土抗冲耐磨剂的部分都是增加基体的强度，从而达到抗冲耐磨的效果。掺入此类抗冲耐磨材料的混凝土，裂缝尤其是早期收缩开裂问题相比传统混凝土反而更加突出。因此，亟需对上述问题进行解决，优化其抗冲耐磨性能和抗裂性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种解决混凝土抗冲耐磨工程中所存在的技术难题，不仅能保证混凝土抗冲耐磨性能，而且能有效抑制抗冲耐磨混凝土的收缩开裂，延长使用寿命，降低生产成本和维修费用。本专利技术提供一种抗冲耐磨、抑制收缩性能好的混凝土抗冲耐磨剂及其制备方法。本专利技术的目的是提供一种高抗裂效能、提升混凝土抗冲耐磨性能的高效抗冲耐磨剂。为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：一种混凝土用高效抗冲耐磨剂，其包含以下组分，各组分所占质量百分比为：所述改性氧化钙包括氧化钙粉体及其表面包裹的一层硬脂酸钙，所述硬脂酸钙包裹量为氧化钙粉体质量的0.3wt％～0.8wt％；所述改性氧化镁包括轻烧氧化镁粉体及其表面包裹的一层硬脂酸钙，所述硬脂酸钙包裹量为轻烧氧化镁粉体质量的0.3～0.8wt％；所述刚玉、莫来石均由矾土在950～1200℃下煅烧30～120min煅烧制备而得；所述超细二氧化硅为比表面积400-500m2/kg的二氧化硅粉体。本专利技术所述混凝土用高效抗冲耐磨剂由白云石、矾土低温煅烧所得的钙质、镁质复合膨胀材料和刚玉、莫来石，加入硬脂酸钙后再与超细二氧化硅复合制备而成。本专利技术所述混凝土用高效抗冲耐磨剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将白云石、矾土混合粉磨成比表面积为150～400m2/kg的生料；(2)将步骤(1)制得的生料置于950～1200℃下煅烧30～120min，煅烧后形成的熟料在空气中淬冷，获得钙质、镁质复合膨胀材料和硬质材料刚玉、莫来石；(3)将步骤(2)制得的膨胀材料和硬质材料，粉磨至比表面积为400～500m2/kg的熟料粉体，粉磨过程中，加入占熟料粉体总质量0.30-0.80wt％的硬脂酸钙；(4)将步骤(3)中粉磨过并加入硬脂酸钙的熟料粉体与超细二氧化硅均匀混合，即得所述混凝土用高效抗冲耐磨剂；步骤(1)中所述生料按质量比组成：白云石：26～58wt％，矾土：42～74wt％。所述白云石优选CaMg(CO3)2含量大于90wt％；所述矾土优选Al2O3含量大于60wt％。本专利技术对低温煅烧制备的装置及生料所处的状态无特别限制。步骤(2)中所述熟料可以在立窑、隧道窑、辊道窑或回转窑中煅烧制得。作为优选方案，所述熟料采用回转窑制得。作为优选方案，步骤(2)中所述生料的煅烧温度为1050～1200℃，煅烧时间为60min。本专利技术所述高效抗冲耐磨剂适用于：水电工程的导流洞、泄洪道、冲刷闸、公路路面、机场跑道、机床及大型设备基础的厂房混凝土面层的易受冲刷、磨损的混凝土工程。本专利技术所述混凝土用高效抗冲耐磨剂，在C30-C60混凝土掺入量占胶材总量的0.5％-3.0wt％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所述混凝土用高效抗冲耐磨剂利用白云石低温煅烧制备钙质、镁质复合膨胀材料，达到分阶段、全过程补偿抗冲耐磨混凝土的收缩；通过对钙质、镁质复合膨胀材料进行表层处理，抑制钙质、镁质膨胀材料在塑性阶段的水化，提升硬化阶段的补偿收缩效能；矾土煅烧制备的刚玉粉、莫来石粉可提升混凝土的耐冲磨能力；超细二氧化硅粉体具有密实孔隙结构的作用。通过物理化学双重增强效应，本专利技术所述混凝土用高效抗冲耐磨剂，达到了分阶段、全过程的抗裂，提升混凝土强度和抗冲磨性能的效果。(2)本专利技术所述混凝土用高效抗冲耐磨剂，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土用高效抗冲耐磨剂，其特征在于，包含以下组分，各组分所占质量百分比为：改性氧化钙：    14.5~29.0%，改性氧化镁：    10.5~21.0%，刚玉：          30.0~69.0%，莫来石：        1.0~5.0%，超细二氧化硅：  5.0~15.0%；所述改性氧化钙包括氧化钙粉体及其表面包裹的一层硬脂酸钙，所述硬脂酸钙包裹量为氧化钙粉体质量的0.3wt%~0.8wt%；所述改性氧化镁包括轻烧氧化镁粉体及其表面包裹的一层硬脂酸钙，所述硬脂酸钙包裹量为轻烧氧化镁粉体质量的0.3~0.8wt%；所述刚玉、莫来石均由矾土在950~1200℃下煅烧30~120min煅烧制备而得；所述超细二氧化硅为比表面积400‑500 m

【技术特征摘要】
1.一种混凝土用高效抗冲耐磨剂，其特征在于，包含以下组分，各组分所占质量百分比为：改性氧化钙：14.5~29.0%，改性氧化镁：10.5~21.0%，刚玉：30.0~69.0%，莫来石：1.0~5.0%，超细二氧化硅：5.0~15.0%；所述改性氧化钙包括氧化钙粉体及其表面包裹的一层硬脂酸钙，所述硬脂酸钙包裹量为氧化钙粉体质量的0.3wt%~0.8wt%；所述改性氧化镁包括轻烧氧化镁粉体及其表面包裹的一层硬脂酸钙，所述硬脂酸钙包裹量为轻烧氧化镁粉体质量的0.3~0.8wt%；所述刚玉、莫来石均由矾土在950~1200℃下煅烧30~120min煅烧制备而得；所述超细二氧化硅为比表面积400-500m2/kg的二氧化硅粉体。2.权利要求1所述的一种混凝土用高效抗冲耐磨剂的制备方法，其特征在于：由白云石、矾土低温煅烧所得的钙质、镁质复合膨胀材料和刚玉、莫来石，加入硬脂酸钙后再与超细二氧化硅进行复合制备，即得所述混凝土用高效抗冲耐磨剂。3.根据权利要求2所述的一种混凝土用高效抗冲耐磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将白云石、矾土混合粉磨成比表面积为150~400m2/kg的生料；（2）将步骤（1）制得的生料置于950~1200℃下煅烧30~120min，煅烧后形成的熟料在空气中淬冷，获得钙质...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆安群，周华新，张倩倩，王育江，田倩，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32