專利名稱：一種混凝土外加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特殊混凝土外加劑制備技術(shù)，尤其是涉及一種混凝土外加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
伴隨著有色金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)中，充填法采礦石一種重要的采礦技術(shù)手段。傳統(tǒng)的充填采礦技術(shù)所用充填混泥土的原料以自然界的一次原料為主(如水泥、礫石、河沙和清潔水)。自從20世紀(jì)90年代確立了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以來，發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家相繼把循環(huán)經(jīng)濟(jì)看作是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。充分礦山生產(chǎn)自身產(chǎn)生的廢物，如采礦廢石、 采礦廢水、選礦尾砂、以及冶煉、發(fā)電產(chǎn)生的礦渣、粉煤灰等做為充填用混凝土的材料進(jìn)行資源化利用，不但可以降低生產(chǎn)成本，而且可以減少礦山廢棄物大量堆放在地表環(huán)境中造成的環(huán)境污染，特別是一些對環(huán)境危害較大的金屬礦山，具有重要的意義。因此，在保證采礦產(chǎn)量及安全的前提下，研究一種就地消耗上述礦山廢棄物的充填工藝，實現(xiàn)對廢石、粉煤灰、水淬渣、尾砂和廢棄物的再利用已成為共識。然而，利用生產(chǎn)廢物生產(chǎn)的新型混凝土由于材料的限制，往往會不能滿足充填法采礦生產(chǎn)的技術(shù)要求，所以研發(fā)新型混凝土和對混凝土改性用的外加就成為制約該技術(shù)應(yīng)用的重要瓶頸。現(xiàn)有外加劑由于只針對普通建筑用混凝土，性能不能滿足這種裝用混凝土的要求，或者由于成本太高不適合礦山生產(chǎn)的大量使用，本專利針對這種需求研發(fā)專用外加劑，對于實現(xiàn)利用廢石、粉煤灰、水淬渣、尾砂等資源化利用，改善礦山生產(chǎn)充填用廢石混凝土的性質(zhì)，優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)工藝具有重要的意義。通過使用本發(fā)明的外加劑，在不改變漿體的流動性的前提下，將少充填用水量 15-25%，混凝土早起強(qiáng)度增加15-40%。同時，專用混凝土滿足回填用的廢石混泥土完全滿足行業(yè)規(guī)定的指標(biāo)要求廢石混凝土的坍落度> 22cm ；滿足采場流動性能的要求和遠(yuǎn)距離可泵性能的要求；滿足強(qiáng)度要求，即R3彡1. 5Mpa, R7彡2. 5Mpa, R28彡5. OMpa0本發(fā)明可以作為改善充填工藝的重要技術(shù)手段，具有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種減少用水量、工藝簡單、節(jié)約生產(chǎn)成本、具有較好環(huán)境效應(yīng)的混凝土外加劑及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種混凝土外加劑，其特征在于，該外加劑包括以下組分及重量份含量甲基丙烯酸3-6 ；聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體12-25 ；烯丙基磺酸鈉1-2 ；聚醚丙烯酸酯單體0.5-1;硫酸亞鐵5-25 ；
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工業(yè)鹽粉煤灰碳酸鈣粉
4-20 ； 1-5 ； 8-15。所述的碳酸鈣粉的粒徑為325-425目。所述的混凝土外加劑使用時的加入量為混凝土重量的1-3%。一種混凝土外加劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量準(zhǔn)備物料(2)將甲基丙烯酸、聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體、烯丙基磺酸鈉及聚醚丙烯酸酯單體置于反應(yīng)器中進(jìn)行共聚合反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為55-90°C，反應(yīng)時間為0. 5-3h，得到共聚物；(3)控制反應(yīng)溫度為15_30°C，將硫酸亞鐵及工業(yè)鹽混合攪拌l-2min，然后向其中加入粉煤灰及碳酸鈣粉，繼續(xù)攪拌5-8min，得到混合物；(4)將共聚物及混合物在室溫下，混合攪拌5-8min，即得到混凝土外加劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)使用本發(fā)明的外加劑，在不改變漿體的流動性的前提下，將少充填用水量 15-25%，混凝土早起強(qiáng)度增加15-40% ；(2)專用混凝土滿足回填用的廢石混泥土完全滿足行業(yè)規(guī)定的指標(biāo)要求廢石混凝土的坍落度> 22cm ；滿足采場流動性能的要求和遠(yuǎn)距離可泵性能的要求；滿足強(qiáng)度要求，即 R3 彡 1. 5Mpa, R7 彡 2. 5Mpa, R28 彡 5. OMpa ；(3)制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短、成本低廉等優(yōu)點，適合工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)；(4)該技術(shù)可直接用于地下深度開采礦山的井下生產(chǎn)，可以節(jié)約礦山的采礦廢石的提升成本、節(jié)約生產(chǎn)成本；(5)本發(fā)明用于廢石混凝土采礦工藝，該工藝是一種綠色環(huán)保的新工藝，具有很好的環(huán)境效應(yīng)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例1一種混凝土外加劑的制備方法，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及含量準(zhǔn)備物料甲基丙烯酸3kg、聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體 25kg、烯丙基磺酸鈉1kg、聚醚丙烯酸酯單體0. 5kg、硫酸亞鐵5kg、工業(yè)鹽4kg、粉煤灰5kg、甲基丙烯酸聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體烯丙基磺酸鈉聚醚丙烯酸酯單體硫酸亞鐵工業(yè)鹽粉煤灰碳酸鈣粉8-15325目的碳酸鈣粉^ig;(2)將甲基丙烯酸、聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體、烯丙基磺酸鈉及聚醚丙烯酸酯單體置于反應(yīng)器中進(jìn)行共聚合反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為^°C，反應(yīng)時間為3h，得到共聚物，單獨儲存；(3)控制反應(yīng)溫度為30°C，將硫酸亞鐵及工業(yè)鹽混合攪拌lmin，然后向其中加入粉煤灰及碳酸鈣粉，繼續(xù)攪拌5min，得到混合物，單獨儲存；(4)將共聚物及混合物在室溫下，混合攪拌5min，即得到混凝土外加劑。將該混凝土外加劑加入至混凝土中，包括以下步驟第一步對某多金屬有色礦山，根據(jù)廢石材料的物理性質(zhì)，試驗選用大理巖、花崗巖和混合巖，進(jìn)行破碎至-IOmm -30mm ；第二步和其他工業(yè)廢料選礦尾砂、粉煤灰以及水泥、根據(jù)一定的配比配料按一定的砂漿濃度，在攪拌器中進(jìn)行攪拌，形成漿料；第三步添加外加劑，為物料重量的lwt%，攪拌；第四步漿料可直接成型，或經(jīng)過泵送后澆注成型；第五步測試加入外加劑的混凝土的各項參數(shù)，其結(jié)果如表1所示。廢石混凝土滿足強(qiáng)度要求，即R3彡1. 5Mpa, R7彡2. 5Mpa, R28彡5. OMpa ；坍落度彡22cm ；可遠(yuǎn)距離(水平距離> 500m，高程> 30m.)可泵性能的要求，可用于充填采礦法的充填混凝土。使用外加劑后減少用水量達(dá)23%，早前強(qiáng)度增加25. 4%。表1添加外加劑前后不同廢石尾砂比用水量和主要參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種混凝土外加劑，其特征在于，該外加劑包括以下組分及重量份含量甲基丙烯酸 聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體烯丙基磺酸鈉聚醚丙烯酸酯單體3-6， 12-25， 1-2，0. 5-1， 5-25，4-20， 1-5， 8-15。硫酸亞鐵工業(yè)鹽粉煤灰碳酸鈣粉
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土外加劑，其特征在于，所述的碳酸鈣粉的粒徑為 325-425 目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土外加劑，其特征在于，所述的混凝土外加劑使用時的加入量為混凝土重量的1_3%。
4.一種混凝土外加劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量準(zhǔn)備物料 甲基丙烯酸3-6， 聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體 12-25， 烯丙基磺酸鈉 1-2， 聚醚丙烯酸酯單體 0.5-1， 硫酸亞鐵 5-25， 工業(yè)鹽 4-20， 粉煤灰 1-5，碳酸鈣粉8-15 ；(2)將甲基丙烯酸、聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體、烯丙基磺酸鈉及聚醚丙烯酸酯單體置于反應(yīng)器中進(jìn)行共聚合反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為55-90°C，反應(yīng)時間為0. 5-3h，得到共聚物；(3)控制反應(yīng)溫度為15-30°C，將硫酸亞鐵及工業(yè)鹽混合攪拌l-2min，然后向其中加入粉煤灰及碳酸鈣粉，繼續(xù)攪拌5-8min，得到混合物；(4)將共聚物及混合物在室溫下，混合攪拌5-8min，即得到混凝土外加劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土外加劑及其制備方法，該外加劑包括以下組分及重量份含量甲基丙烯酸3-6、聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體12-25、烯丙基磺酸鈉1-2、聚醚丙烯酸酯單體0.5-1、硫酸亞鐵5-25、工業(yè)鹽4-20、粉煤灰1-5、碳酸鈣粉8-15，備料后將甲基丙烯酸、聚乙二醇單醚丙烯酸酯單體、烯丙基磺酸鈉及聚醚丙烯酸酯單體進(jìn)行共聚合反應(yīng)得到共聚物，將硫酸亞鐵、工業(yè)鹽混、粉煤灰及碳酸鈣粉攪拌混合后，與共聚物混合物得到混凝土外加劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在不改變漿體的流動性的前提下，充填用水量減少15-25％，混凝土早起強(qiáng)度增加15-40％，制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短、成本低廉，適合工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C04B103/30GK102211891SQ20101013756
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者孟得磊, 曾建峰, 馬利民 申請人:同濟(jì)大學(xué)