阅读说明：本技术 一种激发c3s水化的复合胶凝材料 (Excitation C3S hydrated composite gelled material ) 是由 兰明章 裴天蕊 陈智丰 杨寒冰 任伟峰 王剑锋 崔素萍 王亚丽 于 2021-01-20 设计创作，主要内容包括：一种激发C-3S水化的复合胶凝材料涉及建筑材料领域,提供水化硬化快,早期强度优异的水泥基复合胶凝材料。该复合胶凝材料包括以下质量分数配制的原料：C-3S单矿90％,高温石膏3％～8％,无水硫铝酸钙2％～7％。本发明通过无水硫铝酸钙、高温石膏、C-3S的协同水化反应,加快C-3S的水化,快速形成钙矾石和凝胶相并使得结构致密,从而在水泥的早期水化中达到较高的强度。(Excitation C 3 The S hydrated composite cementing material relates to the field of building materials, and provides a cement-based composite cementing material with fast hydration hardening and excellent early strength. The composite cementing material comprises the following raw materials in parts by mass: c 3 90 percent of S monoore, 3 to 8 percent of high-temperature gypsum and 2 to 7 percent of anhydrous calcium sulphoaluminate. The invention uses anhydrous calcium sulphoaluminate, high-temperature gypsum and C 3 S synergistic hydration reaction to accelerate C 3 Hydration of S quickly forms ettringite and gel phase and makes the structure compact, thus achieving higher strength in early hydration of cement.)

一种激发C3S水化的复合胶凝材料

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其是涉及一种激发硅酸三钙(C3S)早强型复合胶凝材料。

背景技术

装配式建筑的推广应用对预制构件的快速生产提出了更高的要求，使得为了加快模具周转速率，提高企业生产效率，自然需要预制构件的早期强度尽快达标。目前预制构件养护最常用的办法是蒸汽养护，但是该方法能耗较大不环保，且易对构件造成热损伤，导致构件存在服役安全和服役寿命问题。

硅酸三钙是硅酸盐水泥中含量最多的矿物，是其强度的主要来源。无水硫铝酸钙矿物具有快硬、早强和膨胀的性能，是硫铝酸盐水泥的主要熟料矿物。石膏是一种重要的工业副产品，在高温加热后其晶体有超高活性，无水硫铝酸钙和高温石膏二者作为调控胶凝材料加入硅酸盐水泥中，会打破水泥化学反应平衡，促进并提高C3S的水化程度，实现C3S自身的早期快速水化，大大提高了硅酸盐水泥的早期强度，在一定程度上提高水泥的性能品质。

发明内容

本发明的目的在于发明一种用于激发C₃S水化的复合胶凝材料，该复合胶凝材料具有超高的早期强度，可以使预制构件尽早脱模，减少预制构件模具周转周期。

本发明所制复合胶凝材料配料如下：

本发明的一种用于预制构件的早强型复合胶凝材料，其特征在于，包括以下质量分数配制的原料：：C₃S单矿90％，高温石膏3％～8％，无水硫铝酸钙2％～7％。其中无水硫铝酸钙为实验室纯试剂烧制单矿，其纯度大于97.5％；高温石膏为硬石膏在450℃下经过高温炉煅烧2h所得。

所述用于预制构件的早强型复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、烧制无水硫铝酸钙单矿：将碳酸钙、三氧化二铝、硫酸钙粉末按照CaCO₃：Al₂O₃：的摩尔比比例混合，压片成型，在1350℃的高温下煅烧4h，在高温下迅速取出，鼓风急冷，于1min内冷却到室温，研磨至全部过200目筛；

步骤二、煅烧石膏：将硬石膏在450℃的温度下加热2h。

步骤三、按照预定的配比称量各组分，按照预定配比混合均匀。其中实验组A组是由高温石膏/无水硫铝酸钙＝2确定，由化学式可知，当石膏与无水硫铝酸钙摩尔比为2时，可以完全生成钙矾石，熟料水化提供的碱性环境也会促进其水化。

本发明的具体效果：

本发明的用于激发C₃S水化的复合胶凝材料，由无水硫铝酸钙和高温石膏两种组分混合配置而成，配料简单但是性能优异。无水硫铝酸钙与高温石膏自身水化的同时促进C₃S的早期水化，其早期水化放热速率大大增加，水化加快，使其具有较高的早期强度。

附图说明

图1是摩尔比对C₃S抗压强度的影响

图2是摩尔比对C₃S水化放热速率的影响

图3是摩尔比对C₃S水化放热量的影响

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

各实施例胶凝材料用量如下所示：

实施例1

高温石膏/无水硫铝酸钙摩尔比M＝2，其质量百分比为C₃S90％，无水硫铝酸钙6.92％，高温石膏3.08％。

实施例2

高温石膏/无水硫铝酸钙摩尔比M＝5，其质量百分比为C₃S90％，无水硫铝酸钙4.73％，高温石膏5.27％。

实施例3

高温石膏/无水硫铝酸钙摩尔比M＝8，其质量百分比为C₃S90％，无水硫铝酸钙3.59％，高温石膏6.41％。

实施例4

高温石膏/无水硫铝酸钙摩尔比M＝11，其质量百分比为C₃S90％，无水硫铝酸钙2.90％，高温石膏7.10％。

实施例中按照预定配比将C₃S、高温石膏和无水硫铝酸钙搅拌均匀，置于净浆搅拌锅中，确定水灰比为0.35，先用慢搅拌(转速为140r/min)搅拌2min，停15s，再快搅拌(转速为280r/min)2min，在六联模中成型为20mm×20mm×20mm的净浆块，于3.5h后脱膜，置于水中在20℃下养护至规定龄期，在万能试验机上进行强度测试。

下述实施例中，水泥水化放热过程监测采用八通道等温量热仪，测试温度为30℃，实验试件为净浆，采用普通自来水，水胶比为0.5。

表1复合胶凝材料净浆强度

表1复合胶凝材料净浆强度

序号	4h	8h	12h	1d	3d	7d
							对照组	0.035	0.42	1.6475	6.86	17.511	27.494
实施组M＝2	0.245	1.1894	5.4151	13.0566	20.027	49.903
							实施组M＝5	0.215	0.953	5.3314	12.481	176.884	54.181
实施组M＝8	0.1625	0.9005	4.3474	9.4544	186.273	453.741
							实施组	0.2625	1.6028	7.6605	19.7331	22.121	634.816