一种纳米防水水泥及其制作方法技术

一种纳米防水水泥及其制作方法。涉及一种水泥及其制作方法。对于混凝土的微小缝隙，有自我修复的功能，可以获得稳定的、永久的防水效果，其他物理力学指标也得到极大的提高。它包括ＳｉＯ－ｘＡ３８０纳米级２－３％，Ａｌ（ＯＨ）↓［３］１－２％，ＣａＯ５－６％，Ｓ（ＣＯＯＨ）↓［３］Ｆ↓［３］５－６％，多晶Ｓｉ颗粒０．０５－０．１％，Ａｌ粉０．０５－０．１％，纯Ｃａ颗粒０．１－０．５％，Ｎａ↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８］０．６－１．７％，水泥８０－８５％。其制作方法是：第一步：采用ＳｉＯ－ｘＡ３８０、Ａｌ（ＯＨ）↓［３］、ＣａＯ、Ｓ（ＣＯＯＨ）↓［３］Ｆ↓［３］制备活性铝硅酸钙母料；第二步：采用多晶Ｓｉ、Ａｌ粉、纯Ｃａ制备铝硅酸钙还原粉；第三步：采用Ｎａ↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８］进行氧化反应即制得纳米防水水泥。可以直接作为防水施工的涂料，也可配置级配混凝土，还可做高效缓凝减水剂和混凝土界面处理剂等。

Nano waterproof cement and preparation method thereof

Nano waterproof cement and preparation method thereof. Cement and method for making the same. For small cracks in concrete, the self repair function can achieve stable and permanent waterproof effect, and other physical and mechanical indexes have also been greatly improved. It includes SiO xA380 2 Nano - 3%, Al (OH): 3 - 1 - 2%, CaO5 - 6%, S (COOH): 3 F: 3 5 - 6%, 0.05 - 0.1% polycrystalline Si particles, Al powder is 0.05 - 0.1%, 0.1 - 0.5% pure Ca particles here, the Na 2 S down 2 O: 8 0.6 - 1.7%, 80 - 85% cement. The production method is: first step: using SiO xA380, Al (OH): 3, CaO, S (COOH): 3 F: 3 preparation of active calcium aluminosilicate masterbatch; the second step: the polycrystalline Si, Al powder, pure Ca preparation of calcium silicate aluminum reduction the third step: powder; using Na: 2 S: 2 O: 8 of the oxidation reaction is prepared with nanometer waterproof cement. Can be directly used as waterproof construction coating, can also be configured grading concrete, but also can be efficient, retarding and water reducing agent and concrete interface treatment agent.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水泥及其制作方法。特别是。
技术介绍
作为以水泥为主要材料的建筑材料一混凝土，由于凝固后的结构呈海绵状，结晶比较粗糙，对水分子不易起到阻隔的作用，因此，单纯将混凝土用于防水工程中时，防水性能较差，不能满足防水要求。为了提高混凝土的防水性能，可以采用增调混凝土配料成分的方法，使得混凝土在凝固后结构致密，缩小、分散和减少海绵空洞，使水分子不宜穿透，以提高防水的性能。但是，按照目前的水泥结构理论，增调混凝土的配料成分，不易找到恰当的配比。而且，配料成分在混凝土中也不易充分地反应，混凝土的综合性能很难兼顾。在建筑施工中，还可能受施工工艺、地质水文、混凝土自身应力，气温环境等条件的限制，使混凝土在固化时，或固化后有时仍然会出现细微裂缝，仍然会有渗漏出现。对这样的问题，没有太好的预防办法。对此问题，目前只能采取补救的工艺；一般在混凝土浇筑前，或浇筑固化后，用有机或无机的材料覆以一层防水膜，以加强防水效果。但是，采用这种方法，不仅增加成本，还增加工时，延长工期，而且，防水效果有时也不理想。在地下、水下的防水工程中，因水压太大，防水膜很可能被水挤破；并且，附加的防水膜，一般多为有机材料，存在材料的老化问题，当防水膜老化后，还要重新制作防水膜，再次增加成本。国外曾有“渗透结晶型防水材料”，但是其技术处于保密状态。根据研究分析，该产品是以化学活性溶剂为主，以不同的载体(液状或粉状形态)渗入到混凝土之中，然后再依靠这种物质将混凝土中的游离钙溶解成阳离子形态。钙离子在水中遇有硅铝的中间体化合物即结合成铝硅酸钙的结晶。但是，该“渗透结晶型防水材料”在使用时经常出现以下问题1，如果混凝土内的游离钙指数超标，就很难再出现足够的铝硅酸的中间体，在这种情况下，铝硅酸钙的晶体就很难形成，或形成的数量会很有限。当结晶的数量不足以修补混凝土的微观缺陷时，还会出现渗漏。2，在将原混凝土中未结晶的状态转变为结晶状态时，因缺乏外有结晶物质的输入，混凝土内的海棉空洞和结构缺陷不易被充分地弥补。这些无法弥补的缺陷，仍会成为渗漏的隐患。3，在游离CaO超标的混凝土中，因离子Ca不易形成结晶，如果将游离Ca解离成离子形态，反而加速了Ca的流失，使混凝土强度下降。4，产品碱集料反应非常明显。
技术实现思路
本专利技术旨在提供。该纳米防水水泥可以直接作为防水施工的材料，即用水调拌成防水涂料，在固化后的混凝土上刷涂；也可与水泥掺加在一起配置级配混凝土，增强抗渗指标。对于因混凝土内外力造成的微小缝隙，有自我修复的功能。该纳米防水水泥的使用，可以获得稳定的、永久的防水效果，混凝土的其他物理力学指标也得到极大的提高。与传统的防水水泥施工相比，工艺简单、成本低、效果好，综合指标都能兼顾。本专利技术纳米防水水泥的制作方法是第一步活性铝硅酸钙母料的制备一，按照总量的以下重量比，配备原料1，纳米硅基氧化物SiO-xA380 (3-12)纳米级(2.00-3.00)％2.氢氧化铝Al(OH)3800目 (1.00-2.00)％3.氧化钙CaO(5.00-6.00)％4.硫酰三氟三甲酸S(COOH)3F349％(5.00-6.00)％二，活性铝硅酸钙母料的制备先将以上SiO-xA380，Al(OH)3，CaO三种粉料混合搅拌均匀，控制温度＜70℃，缓慢地将S(COOH)3F3液滴入并搅拌。即得到活性铝硅酸钙母料。第二步铝硅酸钙还原粉的制备一，按照总量的以下重量比，配备原料1.多晶Si颗粒 (0.05-0.10)％2.铝Al粉 (0.05-0.10)％3.纯钙Ca颗粒 (0.10-0.50)％二，铝硅酸钙还原粉的制备将上述三种物料混合，在超微粉碎机中粉碎，即得到铝硅酸钙还原粉。第三步纳米防水水泥的制备一，按照总量的以下重量比，配备原料1，硅酸盐或普通硅酸盐水泥 (80.00-85.00)％2，活性铝硅酸钙母料(14.00-16.00)％3，铝硅酸钙还原粉 (0.50-0.70)％4，过硫酸钠Na2S2O8(0.60-1.70)％二，纳米防水水泥的制备在封闭的球磨机中，将硅酸盐或普通硅酸盐水泥、活性铝硅酸钙母料、铝硅酸钙还原粉三种物料混合并研磨2小时以上，加入过硫酸钠，继续研磨2小时以上，即得到本专利技术产品纳米防水水泥。本专利技术的防水原理1，20世纪80年代，人们发现当混凝土外包裹一层天然膨润土时，有时会产生永久性的防水效果。继续研究的结果发现，膨润土中存在的部分纳米粒子可能是产生永久性防水效果的原因。比较权威的解释是膨润土遇水膨胀，在混凝土的阻挡下，膨胀作用力使纳米粒子挤进了混凝土微观缝隙。纳米粒子在混凝土内胶凝、膨胀起到了堵水的效果。我们称这种理论为“膨胀堵水论”。膨胀堵水论一直不能成为定论，原因是很多国家在这种理论的指导下专门生产的各种防水材料，如防水粉、防水板、防水毯等，在对混凝土进行包裹，模拟膨润土防水条件的工程中，很多是失败的。继续研究发现，世界上其实只有少数几种膨润土具有防水的功能，多数的膨润土是不能防水的。因此，膨润土中到底是哪种物质对防水起了关键的作用一直是争论不休的问题。基于对此问题的研究，本专利技术认为膨润土中的纳米粒子除本身为纳米级的尺度外，还应具备必要的“活性”，只有具备“活性”的纳米粒子，才会形成我们认为有用的反应。这种反应并不是“胶凝”而是“结晶”。是新形成的硅酸盐结晶。这个结晶，与原混凝土内的结晶键合在一起，不但阻挡了水的通路，而且还弥补了混凝土内微观的缺陷，使混凝土的强度提高。本专利技术将此理论自称为“纳米结晶论”。2，为了证实本专利技术假说的正确，本专利技术的配方实际上就是在模拟膨润土和水泥的成分环境，只是目的和用量更为直接和精确。本专利技术组分中的纳米硅基氧化物SiO-xA380为纳米级尺度，直径约为(3-12)nm，比表面积为380m2/g。SiO-xA380为本专利技术中最主要的活性物质。自然界中的Si多以SiO2形态存在，但SiO2没有活性，最小的SiO2以Si5O10状态存在，其粒子结构如附图说明图1所示。根据计算，Si5O10虽为0.7nm，但因自身呈封闭状态，为惰性结构，不会出现期望中的反应。而SiO-xA380却完全不同，根据厂家提供的资料，它的纳米尺度在3-12nm左右，平均每纳米SiO-xA380中，(OH)基为(4-5)个。SiO-xA380的粒子结构，以Si39O50(OH)56为例，其宽为3.62nm，长为12.63nm，有四个比较强的(OH)基能量场。如图2所示。从图中可以看到，SiO-xA380存在着4个由(OH)基组成的能量场，具有很大的表面能量，在与S(COOH)3F3作用时会很快的溶化，形成离子化合物，这种化合物很容易与水泥中的其它物质形成键合反应，交联成一体。而使用SiO2，如800目的石英粉，这个作用就会明显地减弱。在这个反应中，使用SiO-xA380是必需的，其主要的优点是形成结晶的速度快、数量多、反应完全，混凝土的强度高。本专利技术的实验表明SiO-xA380、Al(OH)3、CaO同为氢氧化物，是在水泥中形成铝硅酸钙结晶的基本物质。其中，CaO在水的作用下生成Ca(OH)2，也成为氢氧化物。为了使SiO-xA380、Al(OH)3、CaO能够顺利地进入混凝土内部，使本专利技术产品仅依靠在固化的混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米防水水泥，其特征在于它包括硅酸盐或普通硅酸盐水泥（８０．００－８５．００）％，活性铝硅酸钙母料（１４．００－１６．００）％，铝硅酸钙还原粉（０．５０－０．７０）％，过硫酸钠Ｎａ↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８］（０．６０－１．７０）％；　　其中，活性铝硅酸钙母料包括：纳米硅基氧化物ＳｉＯ－ｘＡ３８０（３－１２）纳米级（２．００－３．００）％，氢氧化铝Ａｌ（ＯＨ）↓［３］８００目（１．００－２．００）％，氧化钙ＣａＯ８００目（５．００－６．００）％，硫酰三氟三甲酸 Ｓ（ＣＯＯＨ）↓［３］Ｆ↓［３］４９％水溶液（５．００－６．００）％；铝硅酸钙还原粉包括：多晶Ｓｉ颗粒（０．０５－０．１０）％，铝Ａｌ粉（０．０５－０．１０）％，纯钙Ｃａ颗粒（０．１０－０．５０）％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王权平，王镇生，高振伟，
申请(专利权)人：王权平，王镇生，高振伟，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]