一种纳米化复合超早强剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种纳米化复合超早强剂及其制备方法和应用，属于化学外加剂技术领域。本发明专利技术所用α

【技术实现步骤摘要】
一种纳米化复合超早强剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及化学外加剂
，尤其涉及一种纳米化复合超早强剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]混凝土早强剂在实践工程中应用广泛，尤其对增材制造及预制建筑部件，它能够通过加速水泥水化从而缩短生产周期，提高产品周转率。传统早强剂如氯盐类早强剂的不合理使用会对钢筋产生锈蚀作用，三乙醇胺早强剂不适宜用于蒸压混凝土等。因此，新型超早强剂应运而生，超早强剂的掺入会为已生成的水化产物水化硅酸钙提供额外的成核位点，降低成核势垒，促进硅酸三钙水化，提供的成核位点越多水化反应加速就越快。
[0003]目前，超早强剂颗粒尺度主要是微米级，相同掺量下，其提供的成核位点数量显著少于纳米尺度的数量，早强效果较弱，因而开发利用纳米化超早强剂符合市场需求和技术发展方向。
[0004]纳米化超早强剂在使用时如果不充分分散则会因团聚而降低效能发挥，导致在使用时掺量要求过高，目前使用的早强剂掺量主要为胶凝材料的1～5％wt，在水泥外加剂行业，该掺量属于非常高的数据。
[0005]专利CN 112194405 A公开了“一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用”，其制备方法为取20～60质量份电石渣和0.5～1质量份分散剂，加80～160质量份水混合搅拌，经筛分得电石渣浆料，在电石渣浆料中加电石渣浆料中电石渣固含量0.5
‰
～1.5
‰
的助磨剂、电石渣浆料中电石渣固含量5～25
‰
的塑化剂及300～400质量份研磨介质，于湿磨机中研磨，筛分研磨介质得电石渣超细浆液，在电石渣超细浆液中添加反团聚稳定剂经搅拌，得电石渣超早强外加剂，所制备的电石渣超早强外加剂以3～7％wt加入水泥胶凝材料，可显著增强水泥胶凝材料早期强度，但是制备工艺较复杂且掺量高。
[0006]专利CN 108101406 B公开了“一种超早强混凝土早强剂及其制备方法”，该专利技术早强剂组分包括水860～880份，二乙二醇单丁醚70～75份，聚乙二醇40～45份，异丙醇10～20份，可溶性无机盐溶液1850～1950份，碱性调节剂5～5.5份，使用该专利技术提供的早强剂在常温常压下、湿度95％养护可使混凝土8h抗压强度达到设计强度的60％以上，缩短脱模时间，加快模具周转速度，后期强度不会发生倒缩，但是按胶凝材料的5.0％的比例掺入混凝土中，掺量过高。
[0007]专利CN 114956647 A公开了“一种减缩型复合纳米水化硅酸钙早强剂及其制备方法”，该早强剂由质量比为(0.2～0.6):(0.4～0.7):1的钙盐组分、硅盐组分和减缩
‑
分散组分反应制得，其中，减缩
‑
分散组分为含有质量分数1％～3％的减缩型聚羧酸减水剂和质量分数3％～9％的聚羧酸分散剂水溶液，该减缩型复合纳米水化硅酸钙早强剂掺量5％时可以有效的提高砂浆的早期强度，但是没有考虑后期强度发展影响，并且掺量较高。
[0008]综上，上述现有技术通过不同的方法制备早强剂以提高水泥基材料早期强度，但是没有充分考虑早强剂颗粒尺度和分散性的影响，并且使用时掺量较高。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种纳米化复合超早强剂及其制备方法和应用，所述纳米化复合超早强剂为纳米级尺寸，分散性优异，掺量低。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0011]本专利技术提供了一种纳米化复合超早强剂，以质量份计，包括以下制备原料：
[0012]α
’
L
‑
硅酸二钙7.5～13.5份，铝酸钠1～3.8份，梳形共聚物2～2.5份，悬浮分散剂2～2.5份，水80～85份；
[0013]所述梳形共聚物的比阴离子电荷密度为4000～6000μeq/g。
[0014]优选的，所述α
’
L
‑
硅酸二钙的比表面积为450～550m2/kg。
[0015]优选的，所述梳形共聚物的接枝密度为8～10％、主链聚合度为15～30、侧链聚合度为26～76。
[0016]优选的，所述悬浮分散剂为乙二胺四乙醇。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述纳米化复合超早强剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将水、梳形共聚物、悬浮分散剂、铝酸钠和α
’
L
‑
硅酸二钙混合，在剪切搅拌条件下进行溶胶
‑
凝胶反应，得到纳米化复合超早强剂。
[0019]优选的，所述溶胶
‑
凝胶反应的温度为90
±
5℃，时间为20～30h。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述纳米化复合超早强剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的纳米化复合超早强剂在增材制造及建筑部件预制、低碳水泥基材料或低温混凝土中的应用。
[0021]优选的，以固体质量份计，所述纳米化复合超早强剂的掺量为胶凝材料质量的0.2～0.5％。
[0022]本专利技术提供了一种纳米化复合超早强剂，所用α
’
L
‑
硅酸二钙与铝酸钠能够形成铝掺杂水化硅酸钙，在水化硅酸钙形成过程中，利用比阴离子电荷为4000～6000μeq/g的梳形共聚物对水化硅酸钙进行插层复合改性，得到插层结构的复合超早强剂，能够提供硅酸钙矿物更充足的水化成核位点，促进水泥水化，加速水化放热，而且插层结构提高了水化硅酸钙的层间距，提高了晶核的数量(一个复合分子可以作为两个晶核)，从而减少超早强剂的掺量(仅为胶凝材料质量的0.2％～0.5％)。同时，梳形共聚物能够使复合超早强剂均匀分散避免发生团聚，提高晶核数量，减少超早强剂的掺量。
[0023]本专利技术提供的纳米化复合超早强剂在悬浮分散作用下能保持纳米化分散状态，提高了纳米化超早强剂的使用效能，减小其在胶凝材料中的掺量，仅为胶凝材料质量的0.2％～0.5％，并表现出突出的超早强效果，有效促进低温及负温混凝土早期强度发展，解决了水化硅酸钙晶核型超早强剂易团聚降效的问题，赋予增材制造及预制建筑部件免蒸节能养护，促进低碳胶凝材料、低温及负温混凝土早期强度发展。
[0024]本专利技术的纳米化复合超早强剂采用溶胶
‑
凝胶法制备，工艺简单，所采用的原材料无毒无害，易得。
附图说明
[0025]图1为实施例4制备的纳米化复合超早强剂透射电镜图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种纳米化复合超早强剂，以质量份计，包括以下制备原料：
[0027]α
’
L
‑
硅酸二钙7.5～13.5份，铝酸钠1～3.8份，梳形共聚物2～2.5份，悬浮分散剂2～2.5份，水80～85份；
[0028]所述梳形共聚物的比阴离子电荷密度为4000～6000μeq/g。
[0029]在本专利技术中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米化复合超早强剂，其特征在于，以质量份计，包括以下制备原料：α
’
L
‑
硅酸二钙7.5～13.5份，铝酸钠1～3.8份，梳形共聚物2～2.5份，悬浮分散剂2～2.5份，水80～85份；所述梳形共聚物的比阴离子电荷密度为4000～6000μeq/g。2.根据权利要求1所述的纳米化复合超早强剂，其特征在于，所述α
’
L
‑
硅酸二钙的比表面积为450～550m2/kg。3.根据权利要求1所述的纳米化复合超早强剂，其特征在于，所述梳形共聚物的接枝密度为8～10％、主链聚合度为15～30、侧链聚合度为26～76。4.根据权利要求1所述的纳米化复合超早强剂，其特征在于，所述悬浮分散剂为乙二胺四乙醇。5.权利要求1～4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋亚清，王莉萌，殷康蜓，闫子岳，朱玉灵，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：