用于抑制碱-骨料反应的L-A-S-H纳米凝胶前驱体及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开用于抑制碱

【技术实现步骤摘要】
用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体及制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及抑制碱
‑
骨料反应研究的
，尤其涉及一种用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]碱
‑
骨料反应引起的有害膨胀、开裂是引起混凝土大坝老化的最主要动因之一，其已知潜伏期可长达60年(英国Meantwrog大坝)，被誉为混凝土的“癌症”。对于这种由于骨料在碱性体系中不稳定生成膨胀性凝胶，进而引起混凝土开裂、耐久性衰退的现象，全世界范围内尚无有效解决办法，主要以预防为主。迄今国际混凝土工程界对预防碱
‑
骨料反应损害有六种措施，其出发点为从控制碱
‑
骨料反应物的含量(碱、活性硅、水)及提供反应空间两方面出发，分别为控制水泥碱含量、控制混凝土碱含量、使用非碱活性骨料、用火山灰质掺和料及水淬矿渣、掺用引气剂、隔绝水及空气来源。
[0003]对于用矿物掺合料抑制碱
‑
骨料反应，各国混凝土工程大量试验和应用实践证明，在含有硅酸质碱活性骨料的混凝土中选择性使用掺合料可以对碱
‑
骨料反应起到相当有效的缓解抑制作用。这类掺合料包括火山灰、粉煤灰、矿渣、锂硅粉、偏高岭乃至沸石。当综合使用矿物混合材、无机外加剂和纤维材料抑制碱骨料反应，发现粉煤灰的掺加量为25％以上，硅灰的掺加量为20％以上，偏高岭土的掺加量为15％以上时，抑制效果较好；聚丙烯纤维的掺加量超过0.75kg/m3时，对碱骨料反应能起到较好的抑制效果；锂盐溶液的掺加量为0.1％以上时，可以将试样规定龄期的膨胀率限制在0.1％以下，即可以有效抑制碱骨料反应。其中锂盐类的矿物掺合料，可以通过Li
+
取代碱骨料反应产物中的K
+
和Na
+
，生成非膨胀性的锂硅酸凝胶L
‑
S
‑
H，因而有效地阻碍了试样的膨胀，起到了抑制试件碱骨料反应的作用。但是，现有的锂盐碱骨料抑制剂所起到的抑制碱骨料反应的效果有限，且锂盐抑制剂的大量添加还会导致水泥砂浆强度的降低。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于抑制碱
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骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体及制备方法与应用，旨在解决现有锂盐碱骨料抑制剂中，抑制水泥浆体膨胀能力不足以及影响浆体强度发展的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体，其中，包括组分：Li2O、Al2O3、SiO2和H2O。
[0007]可选地，按质量份计，所述L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体由包括以下的组分制成：
[0008][0009]一种本专利技术所述的用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体的制备方法，其中，包括以下步骤：
[0010]将去离子水、纳米二氧化硅、纳米氧化铝和氢氧化锂按顺序倒入罐体中，进行超声分散；
[0011]分散完成后将罐体密封，进行水浴加热并搅拌，温度设置为60～95℃，时间设置为1～6h；
[0012]水浴完成后将罐体取出，用无水乙醇和去离子水对产物进行洗涤及过滤，将滤饼烘干、研磨，得到L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体。
[0013]可选地，所述进行超声分散的步骤，具体为：每次加入粉体后均超声分散5
‑
10min。
[0014]可选地，所述罐体的材质为聚四氟乙烯材质或PPL材质。
[0015]可选地，所述搅拌的转数设置为200～300r/min。
[0016]可选地，所述将滤饼烘干的步骤，具体包括：将滤饼放入40～60℃的真空干燥箱中烘干至恒重，所述真空干燥箱中的真空度为
‑
0.1mpa。
[0017]一种本专利技术所述的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体在抑制混凝土碱
‑
骨料反应中的应用。
[0018]可选地，所述应用的方法包括：将所述L
‑
A
‑
S
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H纳米凝胶前驱体加入到混凝土中。
[0019]可选地，按L
‑
A
‑
S
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H纳米凝胶前驱体质量与混凝土质量比为1％～3％，将所述L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体加入到混凝土中。
[0020]本专利技术具有以下优点：
[0021]1、Li
+
对水泥中的Na
+
、K
+
及养护液渗入的Na
+
均可发生作用。Li
+
与Na
+
，K
+
相比，其具有更小的离子半径，更高的电荷密度，因此Li
‑
Si比Na(K)
‑
Si具有更强的离子结合力，致使Li
+
取代Na
+
、K
+
，优先形成硅酸锂凝胶；
[0022]2、L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体能够在混凝土中最终生成Li2SiO3凝胶、Li
‑
ABW沸石等产物，其中Li2SiO3凝胶为无定形絮状结构，为非膨胀性物质，不会对体系内部产生膨胀性危害，且Li2SiO3凝胶浓缩至较高浓度时可发生聚合，进一步蒸发失水后可析出沉淀即结构致密的固体硅酸锂，能够优化混凝土基体内部的孔结构；Li
‑
ABW沸石为结晶性好的棒状结构，能够限制混凝土微裂缝的发展；
[0023]3、L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体的加入能有效抑制碱骨料反应的发生，而且对已发生碱骨料反应的部位也可以起到修复作用，使其尺寸保持稳定；
[0024]4、本专利技术制备方法成熟稳定、反应过程简单、操作方便、能耗低、易于处理、无二次污染。在抑制混凝土碱
‑
骨料反应方面具有很好的应用前景，为抑制混凝土碱
‑
骨料反应的方法提供一条新的途径。
附图说明
[0025]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体，其特征在于，包括组分：Li2O、Al2O3、SiO2和H2O。2.根据权利要求1所述的用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体，其特征在于，按质量份计，所述L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体由包括以下的组分制成：氢氧化锂
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15～30份；纳米二氧化硅
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20～40份；纳米氧化铝
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20～35份；去离子水
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500～1000份；无水乙醇
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100～200份。3.一种权利要求1～2任一项所述的用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将去离子水、纳米二氧化硅、纳米氧化铝和氢氧化锂按顺序倒入罐体中，进行超声分散；分散完成后将罐体密封，进行水浴加热并搅拌，温度设置为60～95℃，时间设置为1～6h；水浴完成后将罐体取出，用无水乙醇和去离子水对产物进行洗涤及过滤，将滤饼烘干、研磨，得到L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体。4.根据权利要求3所述的用于抑制碱
‑
骨料反应的L
‑
A
‑
S
‑
H纳米凝胶前驱体的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪峻峰，方媛，殷小红，何克泽，林琛，鲁刘磊，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：