一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂及其制备方法。其特征在于，由以下原料和重量比组成：硼酸盐、无机酸、碳酸盐、建筑废弃粉体、三聚磷酸钠、低聚糖、分散助剂的重量比为(30‑40):(5‑15):(5‑10):(5‑10):(10‑15):(25‑35):(1‑5)。先将硼酸盐、无机酸、碳酸盐、三聚磷酸钠混合制得无机缓凝剂，然后再将无机缓凝剂、有机缓凝剂低聚糖、建筑废弃粉体进行混合。通过无机缓凝剂和有机缓凝剂之间的相互协同对新型耐水快硬无机胶凝材料发挥缓凝作用。本发明专利技术的方法简单易行，生产成本低，制得的缓凝剂对新型耐水快硬无机胶凝材料的缓凝效果好，为新型耐水快硬无机胶凝材料的产业化应用奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂及其制备方法
本专利技术涉及一种修补材料用缓凝剂及制备方法，尤其是一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂及其制备方法。
技术介绍
地震、滑坡和泥石流等自然灾害易造成公路、桥梁大面积毁坏，导致与外界的运输中断，给救援人员和救灾物资的进入造成很大的困难。但是混凝土路面的维修非常复杂，普通水泥混凝土具有修补凝结时间长、修补后期新旧混凝土粘附性差等缺点，同时水泥混凝土路面维修后不能立即开放交通，需要长时间的养护，一般铺筑完后需要养护14-28天才能开放交通，这对重交通地区是十分棘手的问题。无机胶凝修补材料是金属氧化物与磷酸盐在常温下通过酸-碱反应及物理作用而生成的高强度材料，同时具有化学结合陶瓷的属性，另外，该材料还具有一系列传统材料无以比拟的性能：(1)具有快凝快硬的性能，3h的抗压强度高30MPa，相当于普通硅酸盐水泥养护28d的强度；(2)与旧混凝土有相近弹性模量和膨胀系数，体积相容性好，粘结强度高；(3)具有优异的耐磨性能、防锈性能；(4)具有很高的水化热，能够在-10℃以下的外界环境中正常施工。由于水溶性机理，使得无机胶凝修补材料存在耐水性差的问题。公开号为CN104529378A的中国专利文献公开了一种新型耐水快硬无机胶凝材料及其制备方法，该专利技术通过掺杂纳米量级的原料和原材料纳米化的方法，利用纳米材料的特殊性能，改善了快硬无机胶凝材料的耐水性，使其具有快凝、快硬、耐高温等优异的性能。但是这种耐水快硬无机胶凝材料凝结时间短，10-60s内即可凝结，不利于工程应用。该新型耐水快硬无机胶凝材料常用的缓凝剂为硼酸盐，该缓凝剂可以将该无机胶凝材料的凝聚时间延长至15-20min，但同时会导致该材料的强度下降很大，失去了早强、快硬材料的优异性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，该缓凝剂可以调控并延长该新型耐水快硬无机胶凝材料凝结时间且对该无机胶凝材料的早期强度影响小。本专利技术要解决的另一个技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种上述新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂的制备方法。为了解决本专利技术的技术问题，所采取的技术方案为一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，由以下组分及含量组成：作为上述新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂进一步的技术方案：优选的，所述硼酸盐为四硼酸钠、四硼酸钾中的一种或两种的混合物。优选的，所述无机酸为碳酸、磷酸中的一种或两种及以上的混合物。优选的，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁中的一种或两种及以上的混合物。优选的，所述建筑废弃粉体为粉煤灰、木屑粉的一种或两种及以上的混合物。优选的，所述分散助剂为十二烷基苯磺酸钠、醇醚磷酸盐中的一种或两种的混合物。优选的，所述缓凝剂使用时在新型耐水快硬无机胶凝材料中的添加比例为1:(6-10)。为解决本专利技术的另一个技术问题，所采取的技术方案为一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，分别称取30-40重量份的硼酸盐、5-15重量份的无机酸、5-10重量份的碳酸盐、10-15重量份的三聚磷酸钠并混合，匀速搅拌至混合均匀，得到混合物A；步骤2，分别称取25-35重量份的低聚糖、30-50重量份的水、1-5重量份的分散助剂并混合，匀速搅拌至混合均匀，得到混合物B；将混合物B在零下45-60℃干燥处理4-8h，然后真空干燥8-10h，得到分散及吸附性能好的低聚糖粉体B；步骤3，将步骤1的混合物粉体A、步骤2的低聚糖粉体B、5-10重量份的建筑废弃粉体混合，匀速搅拌至混合均匀，得到新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂；其中，步骤1、步骤2不分先后顺序。作为新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂的制备方法进一步的技术方案：将制得的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂进一步加工，制成固体颗粒状。本专利技术相比现有技术的有益效果在于：其一，通过无机缓凝剂(硼酸盐、无机酸、碳酸盐、三聚磷酸钠)，有机缓凝剂(低聚糖)相互协同对新型无机修复材料发挥缓凝作用。其中无机缓凝剂在反应初期首先吸附在无机修复材料表面形成水化膜，降低了反应原料的结合机率，阻碍水化进程，减缓了修复材料目标产物的生产速率，增加了无机修复材料的缓凝时间。同时，本专利技术采用低聚糖代替单糖和多糖作为有机缓凝剂，有助于提高缓凝稳定性和延长缓凝时间，克服促凝、假凝等不良现象。利用表面活性剂提高低聚糖的吸附剂及分散特性，采用低温干燥冷冻技术避免粉体团聚现象。其二，本专利技术以利用建筑废弃物粉体如木屑粉、粉煤灰来提高缓凝性能，该原料原料来源广泛，生产成本低，节约了资源，保护了环境，开拓了废弃物资源化利用的新途径。其三，本专利技术的方法简单易行，生产成本低，得到的缓凝剂对新型耐水快硬无机胶凝材料的缓凝效果好，为新型耐水快硬无机胶凝材料的应用化奠定了基础。附图说明图1为红外光谱分析图，图中的线条1、2、3、4分别代表缓凝剂样品1、新型耐水快硬无机胶凝材料、缓凝剂样品1与新型耐水快硬无机胶凝材料的加热混合物、缓凝剂样品1与新型耐水快硬无机胶凝材料的常温混合物；图2为实施例2制备的缓凝剂样品2与新型耐水快硬无机胶凝材料混合后的SEM图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种新型耐水快硬无机胶凝材料的制备方法，参考授权公告号为CN104529378B的中国专利文献，具体包括如下步骤：S1，按照重量份称取30份氧化镁、50份纳米二氧化硅、5份四硼酸钠粉体、5份复合减水剂、5份磷酸二氢钾、5份氯化物系早强剂，投入水泥净浆搅拌机中搅拌4min混合均匀；S2、向水泥净浆搅拌机中加入10份水，继续搅拌18s；S3、向水泥净浆搅拌机中加入3份聚乙烯醇水基憎水剂，继续搅拌22s；S4、倒入模具中成型28min后脱模，制得新型耐水快硬无机胶凝材料。实施例2步骤1，按照重量份分别称取30份四硼酸钠、5份磷酸、5份碳酸钾、10份三聚磷酸钠并混合，于100r/min下搅拌5min混合均匀，得到混合物A；步骤2，按照重量份分别称取25份低聚糖、35份水、3份分散助剂并混合，于100r/min下搅拌10min混合均匀，得到混合物B；将混合物B进行冷冻干燥处理，首先零下45-60℃干燥4h，然后进行中空干燥8h，得到分散及吸附性能好的低聚糖粉体B；步骤3，将步骤1制得的混合物粉体A、步骤2制得的低聚糖粉体B、5份粉煤灰并混合，于60r/min下搅拌10min混合均匀，得到无机修补材料用缓凝剂样品1。将实施例2制得的缓凝剂样品1、实施例1制得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，该缓凝剂由以下含量的组分组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，该缓凝剂由以下含量的组分组成：





2.根据权利要求1所述的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，所述硼酸盐为四硼酸钠、四硼酸钾中的一种或两种的混合物。


3.根据权利要求1所述的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，所述无机酸为碳酸、磷酸中的一种或两种的混合物。


4.根据权利要求1所述的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁中的一种或两种及以上的混合物。


5.根据权利要求1所述的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，所述建筑废弃粉体为粉煤灰、木屑粉的一种或两种的混合物。


6.根据权利要求1所述的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，所述分散助剂为十二烷基苯磺酸钠、醇醚磷酸盐中的一种或两种的混合物。


7.根据权利要求1-6任意一项所述的新型耐水快硬无机胶凝材料用缓凝剂，其特征在于，所述缓凝剂使用时在新型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘研研，李潇潇，王化，田兴友，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34