一种混凝土用硅灰浆及其制备方法与流程

专利2025-07-02  36


本发明属于建筑材料,具体涉及一种混凝土用硅灰浆及其制备方法。


背景技术:

1、硅灰又称硅粉,是电弧炉生产硅金属或硅铁合金时的副产品,其主要成分是无定形二氧化硅,含量一般为85~96%。硅灰颗粒很细,平均粒径为0.1~1um,约为普通水泥颗粒的1/100;属于一种高活性的火山灰质矿物参合料。在水泥混凝土中掺入硅灰,可提高混凝土的强度、抗渗性、抗冻性和耐化学腐蚀性能,也能抑制或减少碱骨料反应。但硅灰的堆积密度仅为120~280kg/m3,为细小的粉体,且容易飞扬,使其运输、储存与使用较困难。

2、针对上述技术问题,目前常用的处理方式为对硅灰进行加密处理,使其具有较高的堆积密度,从而降低运输成本。然而硅灰加密处理后,会导致颗粒团聚等问题,进而大幅降低硅灰的反应活性,不利于在混凝土中效能的发挥。如何在提升硅灰运输效率的同时,有效改善硅灰在混凝中的反应活性是混凝土行业的一大难题。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于针对现有技术存在的问题和不足,提供一种混凝土用硅灰浆,将硅灰制备成均匀稳定的硅灰浆,并有效降低硅灰颗粒粒径,提升硅灰反应活性,进而有效改善硅灰混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能等。

2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

3、一种混凝土用硅灰浆,各原料及其所占重量份数包括:硅灰30~50份,水50~70份,分散剂0.6~5份,稳定剂0.6~2.5份,增稠剂0.05~0.2,消泡剂0.1~0.5份,ph调节剂调节硅灰浆ph值为2~4。

4、上述方案中,所述硅灰为加密硅灰,堆积密度为650~700kg/m3,硅灰中sio2含量不低于90wt%,cao、mgo和fe2o3总含量为2.5wt%以下。

5、上述方案中,所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(分子量18000~20000)、聚山梨酯40、十二烷基葡萄糖苷、花生四烯基葡糖苷等中的两种以上。

6、上述方案中,所述稳定剂为聚乙二醇聚乙烯醇接枝共聚物;由低聚合度聚乙烯醇(分子量25000~28000)与聚乙二醇(分子量400~500)进行接枝反应得到;其分子量为27000~28500。

7、上述方案中,所述增稠剂为瓜尔胶(分子量120000~150000)、明胶(分子量14000~18000)等中的一种以上。

8、上述方案中,所述消泡剂为有机硅消泡剂。

9、上述方案中,所述ph值调节剂为甲酸、乙酸等中的一种以上。

10、上述一种混凝土用硅灰浆的制备方法,包括如下步骤:

11、(1)按配比称量硅灰、水、分散剂、稳定剂、增稠剂、消泡剂,投入搅拌设备中;

12、(2)在室温条件下进行搅拌处理;

13、(3)随后将ph调节剂缓慢加入所得浆体中,调节所得硅灰浆的ph值为2~4。

14、上述方案中,步骤(2)中采用高速分散剪切机,搅拌叶片边缘线速度为60~80m/s;搅拌处理时间为20~30min。

15、上述方案中,步骤(2)所述室温条件为20~30℃。

16、根据上述方案制备的混凝土用硅灰浆,其d50为1.0~1.5μm,流动度为210~240mm,可保持14d以上均匀稳定不分层,活性指数较原加密硅灰可提升15%及以上。

17、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

18、(1)本发明采用的硅灰中cao、mgo和fe2o3总含量为2.5wt%以下,可有效避免硅灰与水反应生成ca(oh)2、mg(oh)2、fe(oh)3等沉淀物,保证所得硅灰浆的均匀稳定性,并有利于控制硅灰浆颗粒粒径,同时可避免ca(oh)2与硅灰中活性sio2提前反应进而降低硅灰后续反应活性等问题。

19、(2)硅灰在加密过程中,受不同加密方式影响,导致硅灰颗粒表面呈现不同电荷,本发明进一步引入特定复配条件的非离子型分散剂,具有更好的通用性和稳定性。

20、(3)硅灰浆中存在大量活性sio2,本发明中通过甲酸、乙酸等ph调节剂使硅灰浆ph值维持在2~4,并可促进硅灰浆中存在的少量ca(oh)2、mg(oh)2、fe(oh)3等沉淀反应生成可溶性盐,可有效保障硅灰浆稳定性、均匀性和活性,并有利于细化硅灰浆中的颗粒尺寸;

21、(4)本发明控制硅灰浆搅拌过程中温度为20~30℃,一方面避免温度过低使分散剂作用削弱;另一方面,若温度过高,硅灰浆在搅拌过程中表面张力减小,更容易起泡,导致搅拌过程中硅灰颗粒受剪切作用减弱,严重降低分散效率。

22、(5)本发明通过对加密硅灰组成进行调控,结合复合分散剂及优选的稳定剂、增稠剂、消泡剂,并利用有机酸调节浆液的ph值;多种手段综合作用,制备出均匀稳定性良好并活性极高的硅灰浆,可大幅提升硅灰颗粒的利用效率,适合推广应用。



技术特征:

1.一种混凝土用硅灰浆,其特征在于,各原料及其所占重量份数包括:硅灰30~50份,水50~70份,分散剂0.6~5份,稳定剂0.6~2.5份,增稠剂0.05~0.2,消泡剂0.1~0.5份,ph调节剂调节硅灰浆ph值为2~4。

2.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,所述硅灰为加密硅灰,堆积密度为650~700kg/m3,硅灰中sio2含量不低于90wt%,cao、mgo和fe2o3总含量为2.5wt%以下。

3.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚山梨酯40、十二烷基葡萄糖苷、花生四烯基葡糖苷中的两种以上。

4.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,所述稳定剂为聚乙二醇聚乙烯醇接枝共聚物,其分子量为27000~28500。

5.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,所述增稠剂为瓜尔胶、明胶中的一种以上。

6.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,所述消泡剂为有机硅消泡剂。

7.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,所述ph值调节剂为甲酸、乙酸中的一种以上。

8.权利要求1~7任一项所述的混凝土用硅灰浆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,搅拌处理时间为20~30min。

10.根据权利要求1所述的混凝土用硅灰浆,其特征在于,步骤(2)所述室温条件为20~30℃。


技术总结
本发明公开了一种混凝土用硅灰浆,各原料及其所占重量份数包括:硅灰30~50份,水50~70份,分散剂0.6~5份,稳定剂0.6~2.5份,增稠剂0.05~0.2,消泡剂0.1~0.5份,pH调节剂调节硅灰浆pH值为2~4。本发明以硅灰为主要原料,对加密硅灰组成进行调控,并结合复合分散剂及稳定剂、增稠剂、消泡剂,并利用有机酸调节浆液的pH值;多种手段综合作用,制备出均匀稳定的硅灰浆,可大幅提升硅灰颗粒的利用效率,有效降低硅灰颗粒粒径,提升硅灰反应活性,改善硅灰混凝土工作性能、力学性能和耐久性能等;可为硅灰的高效应用提供一条新思路。

技术研发人员:张远,袁文韬,王宗浩,祝云,徐志飞,卢佳林,祝永超,刘东,张武宗,刘霞
受保护的技术使用者:中建西部建设西南有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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