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一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-09-12
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-12-10
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-06-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-09-12
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910863317.0 申请日 2019-09-12
公开/公告号 CN110451836B 公开/公告日 2021-06-22
授权日 2021-06-22 预估到期日 2039-09-12
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 C04B22/14 主分类号 C04B22/14
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 3
权利要求数量 4 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 洛阳理工学院 当前专利权人 合肥净龙环保科技有限公司
发明人 刘辉敏、罗伟、阳勇福、茹晓红、肜芳珍 第一发明人 刘辉敏
地址 河南省洛阳市高新区丰华路8号银昆科技园1号楼 邮编 471000
申请人数量 1 发明人数量 5
申请人所在省 河南省 申请人所在市 河南省洛阳市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
洛阳公信知识产权事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
常晓虎
摘要
本发明公开了一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其重量百分比组成为:铝酸钡熟料50~60%、硬石膏40~50%、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0~5.0%的无水硫酸铝;铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后,再经煅烧而成;生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比混合粉磨而成。其制备方法如下:先将碳酸钡和氧化铝制备成生料;再在生料中加入可溶性淀粉和适量水分搅拌均匀,将其压制成型并烘干;然后于1350±50℃煅烧并保温60~120min,即得到铝酸钡熟料;将熟料取出并冷却至室温;将硬石膏、无水硫酸铝和铝酸钡熟料配料并粉磨,即制备成膨胀剂。该膨胀剂的总膨胀量比较大,可以灵活调节膨胀时间,伴随硫酸钡沉淀的生成,混凝土的密实度增加,有利于提高其强度。
  • 摘要附图
    一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法
  • 说明书附图:[0061]
    一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-09-30 专利权的转移 登记生效日: 2022.09.19 专利权人由洛阳理工学院变更为合肥净龙环保科技有限公司 地址由471000 河南省洛阳市高新区丰华路8号银昆科技园1号楼变更为230000 安徽省合肥市蜀山区甘泉路81号沃野花园商办楼B-1017
2 2021-06-22 授权
3 2019-12-10 实质审查的生效 IPC(主分类): C04B 22/14 专利申请号: 201910863317.0 申请日: 2019.09.12
4 2019-11-15 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其特征在于,膨胀剂的重量百分比组成为:铝酸钡熟料50
60%、硬石膏40 50%、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0 5.0%的无水硫酸铝;其中,铝酸钡~ ~ ~
熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后,再经煅烧而成;所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比混合粉磨而成。

2.根据权利要求1所述的一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其特征在于,对膨胀剂各组分的要求为:铝酸钡熟料中的BaO·Al2O3≥90.0%,硬石膏中的CaSO4≥85.0%,无水硫酸铝中的Al2(SO4)3≥90.0%。

3.根据权利要求1所述的一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其特征在于,对生料中各组成的要求为:碳酸钡中的BaCO3≥95.0%;氧化铝中的Al2O3≥95.0%。

4.一种制备权利要求1所述的铝酸钡混凝土膨胀剂的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、取碳酸钡和氧化铝分别烘干后,按照权利要求1的重量百分比称取各物料并混合,然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于5%,制得生料,备用;
步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2%的可溶性淀粉和适量水分,加水量以可以压制成型为准,搅拌均匀,然后将其压制成型,烘干;
步骤三、将步骤二烘干后的生料置于高温炉中,于1350±50℃煅烧并保温60~120min,即得到铝酸钡熟料;保温结束,将熟料取出并冷却至室温;
步骤四、将硬石膏、无水硫酸铝和步骤三制得的铝酸钡熟料按照权利要求1的重量百分
2
比进行配料,并将配料后的混合物粉磨至比表面积不低于250m /kg,即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域,具体的说是一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 混凝土在浇筑硬化过程中,由于化学减缩、冷缩和干缩等原因会产生体积收缩现象。这些收缩会使混凝土内部产生裂纹,从而造成其强度、抗渗性、抗冻性和耐久性的下降。在普通混凝土中掺入适量膨胀剂,是工程中应用最为普遍的控制其裂缝产生的方法。目前,应用较多的膨胀剂有硫铝酸盐系膨胀剂、石灰系膨胀剂、氧化镁系膨胀剂及复合型膨胀剂。
[0003] 对膨胀剂膨胀效果的主要要求:一是膨胀作用的大小,二是膨胀作用的合理发挥。一般希望膨胀剂具有较高的膨胀率,这样当所要求混凝土的膨胀值一定时,可以减少其掺量。膨胀剂膨胀作用的发挥应当与混凝土的强度增长相适应。如果膨胀太早,则因混凝土强度不够或者尚有一定的塑性,使得膨胀剂的膨胀能被吸收而发挥不出来;如果膨胀太迟,则又会因混凝土已具备较高强度,使得膨胀作用破坏了其已形成的结构。
[0004] 影响混凝土膨胀效果的因素很多,如水泥品种和掺量、混凝土养护条件、环境温度和湿度、膨胀剂的组成、细度和掺量等。在实际生产中,正是因为上述诸多因素的影响,使得膨胀混凝土的配制不能被很好地控制,从而造成一些失败的工程案例。
[0005] 基于此,开发出一种膨胀时间易于调节,以尽可能适应不同混凝土强度发展特点的膨胀剂,就显得十分重要。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术中的不足,本发明提供一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法,制备的膨胀剂具有膨胀速率可调、膨胀能大、延长混凝土使用寿命等特点。
[0007] 为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:
[0008] 一种铝酸钡混凝土膨胀剂,膨胀剂的重量百分比组成为:铝酸钡熟料50~60%、硬石膏40~50%、外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0~5.0%的无水硫酸铝;其中,铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后,再经煅烧而成;所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比混合粉磨而成。
[0009] 优选地,对膨胀剂各组分的要求为:铝酸钡熟料中的BaO·Al2O3≥90.0%,硬石膏中的CaSO4≥85.0%,无水硫酸铝中的Al2(SO4)3≥90.0%。
[0010] 优选地,对生料中各组成的要求为:碳酸钡中的BaCO3≥95.0%;氧化铝中的Al2O3≥95.0%。
[0011] 一种制备铝酸钡混凝土膨胀剂的方法,包括如下步骤:
[0012] 步骤一、取碳酸钡和氧化铝分别烘干后,按照所要求的重量百分比称取各物料并混合,然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于5%,制得生料,备用;
[0013] 步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2%的可溶性淀粉和适量水分,加水量以可以压制成型为准,搅拌均匀,然后将其压制成型,烘干;
[0014] 步骤三、将步骤二烘干后的生料置于高温炉中,于1350±50℃煅烧并保温60~120min,即得到铝酸钡熟料;保温结束,将熟料取出并冷却至室温;
[0015] 步骤四、将硬石膏、无水硫酸铝和步骤三制得的铝酸钡熟料按照所要求的重量百2
分比进行配料,并将配料后的混合物粉磨至比表面积不低于250m /kg,即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂。
[0016] 步骤二中,加入的可溶性淀粉起粘结剂的作用,有助于生料的压制成型。
[0017] 本发明膨胀剂的膨胀作用来自铝酸钡的水化(一次膨胀)和钙矾石的形成(二次膨胀)。铝酸钡的水化过程如下:
[0018] BaO·Al2O3+H2O→BaO·xAl2O3·yH2O
[0019] 伴随上述反应的进行,BaO·xAl2O3·yH2O大量形成,产生较强的一次膨胀作用。该反应十分迅速,所加Al2(SO4)3主要用于调节BaO·Al2O3的水化速度,反应过程如下:
[0020] BaO·xAl2O3·yH2O+H2O→Ba(OH)2+Al(OH)3;
[0021] Ba(OH)2+Al2(SO4)3→BaSO4+Al(OH)3;
[0022] 上述反应形成的BaSO4和Al(OH)3胶体包裹在未反应的BaO·Al2O3颗粒表面,降低其水化速度。通过改变Al2(SO4)3的掺量,可起到调节BaO·Al2O3水化速度的作用。钙矾石的形成过程如下:
[0023] Ca(OH)2+Al(OH)3→3CaO·Al2O3·6H2O;
[0024] 3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO4+H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O;
[0025] 水泥水化形成的Ca(OH)2与上述Al(OH)3胶体及掺入的硬石膏反应形成钙矾石3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O,产生二次膨胀。
[0026] 本发明所述铝酸钡混凝土膨胀剂的有益效果如下:①既有铝酸钡膨胀,还有钙矾石膨胀,总的膨胀量比较大;②不管是铝酸钡膨胀还是钙矾石膨胀,都受到Al2(SO4)3掺入量的影响,因而通过调整其掺入量,可以灵活调节膨胀时间,使之与不同混凝土强度发展特点相适应;③伴随硫酸钡沉淀的生成,混凝土的密实度增加,有利于提高其强度,延长其使用寿命。

实施方案

[0027] 下面结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0028] 一种铝酸钡混凝土膨胀剂,膨胀剂的重量百分比组成为:铝酸钡熟料50~60%、硬石膏40~50%,外加铝酸钡熟料与硬石膏总重量0~5.0%的无水硫酸铝;其中,铝酸钡熟料由生料、可溶性淀粉和水经混合成型后,再经煅烧而成;所述生料由碳酸钡和氧化铝按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比混合粉磨而成。对生料中各组成的要求为:碳酸钡中的BaCO3≥95.0%;氧化铝中的Al2O3≥95.0%。
[0029] 其中,铝酸钡熟料中的BaO·Al2O3≥90.0%,硬石膏中的CaSO4≥85.0%,无水硫酸铝中的Al2(SO4)3≥90.0%。
[0030] 一种制备铝酸钡混凝土膨胀剂的方法,包括如下步骤:
[0031] 步骤一、取碳酸钡和氧化铝分别烘干后,按照所要求的重量百分比称取各物料并混合,然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于5%,制得生料,备用;
[0032] 步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2%的可溶性淀粉和适量水分,加水量以可以压制成型为准,搅拌均匀,然后将其压制成型,烘干;
[0033] 步骤三、将步骤二烘干后的生料置于高温炉中,于1350±50℃煅烧并保温60~120min,即得到铝酸钡熟料;保温结束,将熟料取出并冷却至室温;
[0034] 步骤四、将硬石膏、无水硫酸铝和步骤三制得的铝酸钡熟料按照所要求的重量百2
分比进行配料,并将配料后的混合物粉磨至比表面积不低于250m /kg,即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂。
[0035] 本发明实施例所用原料的组成如表1所示。
[0036] 表1各原料的组成(%)
[0037]原料 BaCO3 Al2O3 CaSO4 Al2(SO4)3 其它 总和
碳酸钡 98.50 ‑‑ ‑‑ ‑‑ 1.50 100.00
氧化铝 ‑‑ 98.50 ‑‑ ‑‑ 1.50 100.00
硬石膏 ‑‑ ‑‑ 91.62 ‑‑ 8.38 100.00
硫酸铝 ‑‑ ‑‑ ‑‑ 99.00 1.00 100.00
[0038] 实施例1
[0039] 本发明所述一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其制备方法如下:
[0040] 步骤一、取适量碳酸钡和氧化铝,将二者分别于110±5℃温度下进行烘干;按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比称取各物料并混合,然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余4.6%,制得生料,备用;
[0041] 步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2%的可溶性淀粉和适量水分,加水量以可以压制成型为准,搅拌均匀,然后将其压制成型,烘干;
[0042] 步骤三、将步骤二烘干后的生料放入高温炉,于1300℃保温120min,即烧制成铝酸钡熟料A;保温结束,将物料取出并冷却至室温;
[0043] 步骤四、按照铝酸钡熟料A:硬石膏=50:50的配比进行配料,然后将配料后的混合2
物粉磨至比表面积为273m/kg,即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂A。
[0044] 步骤三所制备的铝酸钡熟料A中BaO·Al2O3的含量为96.47%。在42.5MPa的硅酸盐水泥中掺入其质量5%的膨胀剂A,按照GB23439‑2017《混凝土膨胀剂》进行检测,结果见表2所示。
[0045] 实施例2
[0046] 本发明所述一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其制备方法如下:
[0047] 步骤一、取适量碳酸钡和氧化铝,将二者分别于110±5℃温度下进行烘干;按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比称取各物料并混合,然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余4.6%,制得生料,备用;
[0048] 步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2%的可溶性淀粉和适量水分,加水量以可以压制成型为准,搅拌均匀,然后将其压制成型,烘干;
[0049] 步骤三、将步骤二烘干后的生料放入高温炉,于1400℃保温60min,即烧制成铝酸钡熟料B;保温结束,将物料取出并冷却至室温;
[0050] 步骤四、按照铝酸钡熟料B:硬石膏=60:40的配比进行配料,外加铝酸钡熟料B与2
硬石膏总重量5.0%的无水硫酸铝,然后将配料后的混合物粉磨至比表面积为267m/kg,即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂B。
[0051] 步骤三所制备的铝酸钡熟料B中BaO·Al2O3的含量为96.47%。在42.5MPa的硅酸盐水泥中掺入其质量5%的膨胀剂B,按照GB23439‑2017《混凝土膨胀剂》进行检测,结果见表2所示。
[0052] 实施例3
[0053] 本发明所述一种铝酸钡混凝土膨胀剂,其制备方法如下:
[0054] 步骤一、取适量碳酸钡和氧化铝,将二者分别于110±5℃温度下进行烘干;按照BaCO3:Al2O3=2:1的重量百分比称取各物料并混合,然后粉磨至0.08mm方孔筛筛余4.6%,制得生料,备用;
[0055] 步骤二、在步骤一所制备的生料中加入2%的可溶性淀粉和适量水分,加水量以可以压制成型为准,搅拌均匀,然后将其压制成型,烘干;
[0056] 步骤三、将步骤二烘干后的生料放入高温炉,于1350℃保温90min,即烧制成铝酸钡熟料C;保温结束,将物料取出并冷却至室温;
[0057] 步骤四、按照铝酸钡熟料C:硬石膏=55:45的配比进行配料,外加铝酸钡熟料C与2
硬石膏总重量2.5%的无水硫酸铝,将配料后的混合物粉磨至比表面积为271m/kg,即制备成铝酸钡混凝土膨胀剂C。
[0058] 步骤三所制备铝酸钡熟料C中BaO·Al2O3的含量为96.47%。在42.5MPa的硅酸盐水泥中掺入其质量5%的膨胀剂C,按照GB23439‑2017《混凝土膨胀剂》进行检测,结果见表2所示。
[0059] 表2实施例1‑3制备的膨胀剂的物理性能
[0060]
[0061] 由表2可知,掺有实施例1‑3所制备铝酸钡膨胀剂的混凝土均同时具有较高的膨胀率和抗压强度。实施例1‑3所制备铝酸钡混凝土膨胀剂的各项检测结果均符合GB 23439‑2017《混凝土膨胀剂》对Ⅱ型混凝土膨胀剂所提出的技术要求。
[0062] 以上对本发明所提供的一种铝酸钡混凝土膨胀剂及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理和具体实施方式进行了阐述,上述实施例仅用来帮助理解本发明的方法和核心思想。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均落入本发明的保护范围内。
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