本發(fā)明涉及一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑及其使用方法，屬于水泥外加劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硫鋁酸鹽水泥具有很廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，由于該水泥熟料礦物本身的特點(diǎn)，硫鋁酸鹽水泥水化速度快，水化時(shí)會(huì)放出大量的熱量，當(dāng)水泥基材料內(nèi)局部溫度過高時(shí)，施工作業(yè)帶來很大困難和不安因素。
水泥緩凝劑是一種可以延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間而其對(duì)后期性能無明顯影響的外加劑。對(duì)于硫鋁酸鹽水泥來說，工程上多采用加入硼酸來調(diào)節(jié)其凝結(jié)速度。硼酸對(duì)水泥顆粒以及水化物新相具有較強(qiáng)的活性作用，可以生成致密的硼酸鈣包裹層，吸附于水泥顆粒表面，形成的致密包裹層可以阻止水泥顆粒與水的接觸，從而延緩了水泥的進(jìn)一步水化。但水泥顆粒實(shí)際形狀很不規(guī)則，不同曲率半徑表面的溶解度和溶解速度不同，造成不同部位的表面形成的硼酸鈣包裹膜的厚度不一，包裹膜薄的地方水分子容易滲透到包裹膜內(nèi)部，使膜內(nèi)熟料礦物迅速水化，水化產(chǎn)物AFm及AFt形成時(shí)會(huì)使固相產(chǎn)生體積膨脹，使膜內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶壓力，導(dǎo)致硼酸鈣包裹膜破裂，從而導(dǎo)致硼砂的緩凝作用不穩(wěn)定。因此硼砂緩凝作用效果非常的不穩(wěn)定，容易引發(fā)工程事故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種成本低廉、適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑。
本發(fā)明還提供了該適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液30-70份、氯甲基異噻唑啉酮10-25份、成膜劑2-10份、減水劑1-15份和聚乙二醇5-15份。
所述的，聚合物乳液為有機(jī)硅改性丙烯酸乳液，固含量為47-49％。
所述的，成膜劑為非離子型聚氨酯乳液，固含量為54％。
所述的，減水劑為粉體木質(zhì)素磺酸鈉，木質(zhì)素磺酸鈉含量>45％，篩余≤4％。
所述的，聚乙二醇為聚乙二醇300、聚乙二醇600和聚乙二醇1000中的一種。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)將硅酸鈉加至水中，混合均勻，調(diào)節(jié)pH 8-10，加熱使溫度保持在30-40℃，得堿溶液；
2)按重量份稱取聚合物乳液、氯甲基異噻唑啉酮、成膜劑、減水劑和聚乙二醇，混勻，得緩凝劑；
3)將緩凝劑加至堿溶液中，攪拌15-30min，得初品；
4)將初品與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述的，硅酸鈉和水的質(zhì)量比為2-4：100。
所述的，緩凝劑和堿溶液的質(zhì)量比為1:1-3。
所述初品的加入量為水泥質(zhì)量的5-6％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為初品質(zhì)量的0.5-1％和1-5％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物或脂肪族酰胺，固含量42％；所述淀粉為綠豆淀粉、木薯淀粉和甘薯淀粉中的一種。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明的緩凝劑利用高分子聚合物成膜原理，通過氯甲基異噻唑啉酮和聚乙二醇將各物質(zhì)均勻分散在水溶液中，聚合物乳液和成膜劑均勻吸附在水泥顆粒表面，阻止水泥與水直接接觸，延緩水泥水化速度，降低成膜溫度。成膜劑成膜可以吸附水分子形成水膜，這層水膜具有很好的潤(rùn)滑作用，硫鋁酸鹽水泥漿體的流動(dòng)度明顯增加，提高其工作性。
2.本發(fā)明的緩凝劑可以有效延緩硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)速度，初凝和終凝時(shí)間均可延長(zhǎng)30min以上；可顯著提高水泥漿體的流動(dòng)度，凈漿流動(dòng)度提高15％以上。
3.本發(fā)明的緩凝劑對(duì)水泥強(qiáng)度的發(fā)展無任何不利影響，價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，易于儲(chǔ)存運(yùn)輸。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明所用的原料均為市售，常規(guī)購(gòu)買即可得到。
實(shí)施例1
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液70份、氯甲基異噻唑啉酮10份、成膜劑2份、減水劑1份和聚乙二醇15份。
所述的，聚合物乳液為有機(jī)硅改性丙烯酸乳液，固含量為47-49％。
所述的，成膜劑為非離子型聚氨酯乳液，固含量為54％。
所述的，減水劑為粉體木質(zhì)素磺酸鈉，木質(zhì)素磺酸鈉含量>45％，篩余≤4％。
所述的，聚乙二醇為聚乙二醇300。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)將硅酸鈉加至水中，混合均勻，調(diào)節(jié)pH 8，加熱使溫度保持在40℃，得堿溶液；
2)按重量份稱取聚合物乳液、氯甲基異噻唑啉酮、成膜劑、減水劑和聚乙二醇，混勻，得緩凝劑；
3)將緩凝劑加至堿溶液中，攪拌15min，得初品；
4)將初品與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述的，硅酸鈉和水的質(zhì)量比為4：100。
所述的，緩凝劑和堿溶液的質(zhì)量比為1:1。
所述初品的加入量為水泥質(zhì)量的5％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為初品質(zhì)量的0.5％和5％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物，固含量42％；所述淀粉為甘薯淀粉。
實(shí)施例2
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液50份、氯甲基異噻唑啉酮15份、成膜劑6份、減水劑8份和聚乙二醇10份。
所述的，聚乙二醇為聚乙二醇600。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)將硅酸鈉加至水中，混合均勻，調(diào)節(jié)pH 9，加熱使溫度保持在35℃，得堿溶液；
2)按重量份稱取聚合物乳液、氯甲基異噻唑啉酮、成膜劑、減水劑和聚乙二醇，混勻，得緩凝劑；
3)將緩凝劑加至堿溶液中，攪拌25min，得初品；
4)將初品與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述的，硅酸鈉和水的質(zhì)量比為3：100。
所述的，緩凝劑和堿溶液的質(zhì)量比為1:2。
所述初品的加入量為水泥質(zhì)量的6％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為初品質(zhì)量的0.8％和3％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為脂肪族酰胺；所述淀粉為木薯淀粉。
其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液30份、氯甲基異噻唑啉酮25份、成膜劑10份、減水劑15份和聚乙二醇5份。
所述的，聚乙二醇為聚乙二醇1000。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)將硅酸鈉加至水中，混合均勻，調(diào)節(jié)pH 10，加熱使溫度保持在30℃，得堿溶液；
2)按重量份稱取聚合物乳液、氯甲基異噻唑啉酮、成膜劑、減水劑和聚乙二醇，混勻，得緩凝劑；
3)將緩凝劑加至堿溶液中，攪拌30min，得初品；
4)將初品與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述的，硅酸鈉和水的質(zhì)量比為2：100。
所述的，緩凝劑和堿溶液的質(zhì)量比為1:3。
所述初品的加入量為水泥質(zhì)量的5％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為初品質(zhì)量的1％和1％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物；所述淀粉為綠豆淀粉。
其余同實(shí)施例1。
對(duì)比例1
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液50份、成膜劑6份、減水劑8份。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)將硅酸鈉加至水中，混合均勻，調(diào)節(jié)pH 9，加熱使溫度保持在35℃，得堿溶液；
2)按重量份稱取聚合物乳液、成膜劑和減水劑，混勻，得緩凝劑；
3)將緩凝劑加至堿溶液中，攪拌25min，得初品；
4)將初品與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述的，硅酸鈉和水的質(zhì)量比為3：100。
所述的，緩凝劑和堿溶液的質(zhì)量比為1:2。
所述初品的加入量為水泥質(zhì)量的6％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為初品質(zhì)量的0.8％和3％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為脂肪族酰胺；所述淀粉為木薯淀粉。
其余同實(shí)施例1。
對(duì)比例2
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：氯甲基異噻唑啉酮15份、減水劑8份和聚乙二醇10份。
所述的，聚乙二醇為聚乙二醇600。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)將硅酸鈉加至水中，混合均勻，調(diào)節(jié)pH 9，加熱使溫度保持在35℃，得堿溶液；
2)按重量份稱取氯甲基異噻唑啉酮、減水劑和聚乙二醇，混勻，得緩凝劑；
3)將緩凝劑加至堿溶液中，攪拌25min，得初品；
4)將初品與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述的，硅酸鈉和水的質(zhì)量比為3：100。
所述的，緩凝劑和堿溶液的質(zhì)量比為1:2。
所述初品的加入量為水泥質(zhì)量的6％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為初品質(zhì)量的0.8％和3％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為脂肪族酰胺；所述淀粉為木薯淀粉。
其余同實(shí)施例1。
對(duì)比例3
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑，是由以下重量份的原料制得的：聚合物乳液50份、氯甲基異噻唑啉酮15份、成膜劑6份、減水劑8份和聚乙二醇10份。
所述的，聚乙二醇為聚乙二醇600。
一種適用于硫鋁酸鹽水泥的緩凝劑的使用方法，包括以下步驟：
1)按重量份稱取聚合物乳液、氯甲基異噻唑啉酮、成膜劑、減水劑和聚乙二醇，混勻，得緩凝劑；
2)將緩凝劑與拌合水混合均勻，再加入消泡劑和淀粉，混勻，再與水泥拌合即可。
所述緩凝劑的加入量為水泥質(zhì)量的6％；所述消泡劑和淀粉的加入量分別為緩凝劑質(zhì)量的0.8％和3％；所述拌合水的用量為水泥質(zhì)量的45％。
所述消泡劑為脂肪族酰胺；所述淀粉為木薯淀粉。
其余同實(shí)施例1。
性能測(cè)試
分別以添加實(shí)施例1-3制得緩凝劑的硫鋁酸鹽水泥為實(shí)驗(yàn)組1-3，分別以添加對(duì)比例1-3制得緩凝劑的硫鋁酸鹽水泥為對(duì)照組1-3，以不添加任何緩凝劑的硫鋁酸鹽水泥作為對(duì)照組4。參照GB/T8077-2000《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法》，0.45水灰比條件下，測(cè)定實(shí)驗(yàn)組1-3和對(duì)照組1-4的凈漿流動(dòng)度；參照GB/T1346-2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》，0.27水灰比條件下，采用維卡儀測(cè)定實(shí)驗(yàn)組1-3和對(duì)照組1-4的凝結(jié)時(shí)間；0.27水灰比條件下，使用壓力機(jī)測(cè)定實(shí)驗(yàn)組1-3和對(duì)照組1-4的2×2×2cm3凈漿試塊的28天凈漿抗壓強(qiáng)度。檢測(cè)結(jié)果如表1所示。
表1性能測(cè)試結(jié)果
盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。