一种低温复合水泥早强剂及其制备方法技术

技术编号：40318085 阅读：12 留言：0更新日期：2024-02-07 21:01

本发明专利技术公开了一种低温复合水泥早强剂，包括下述质量份的原料：甲酸钙10‑15份、三乙醇胺0.2‑0.4份、改性埃洛石纳米管5‑8份、镁铝水滑石4‑6份、纳米碳酸钙3‑5份、纤维素醚1‑2份、阴离子表面活性剂0.3‑0.5份。本发明专利技术还公开了低温复合水泥早强剂的制备方法。本发明专利技术的水泥早强剂不仅具有良好的低温早强效果，而且能提升水泥的后期强度，而且不含氯盐、硫酸盐，水泥制品的耐久性好。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水泥添加剂，尤其涉及一种低温复合水泥早强剂及其制备方法。

技术介绍

1、早强剂是用于提高水泥早期强度的外加剂，可以缩短水泥的脱模、养护时间，从而加快施工进度。在寒冷地区或者冬季低温条件下施工时，早强剂起到尤为关键的作用。早强剂的种类多样，主要包括无机盐类早强剂，例如氯盐类、硫酸盐类；有机类早强剂，例如醇胺类；以及复合型早强剂。其中，最常用的低温早强剂是有机类早强剂三乙醇胺，其具有低温早强性能，但是掺量较大会造成缓凝，因此三乙醇胺在水泥中的掺量极低，限制了其早强效果，需要搭配其他早强剂，例如无机盐类早强剂使用。氯盐类、硫酸盐类早强剂是最常用的无机盐类早强剂，但是氯盐类早强剂存在锈蚀钢筋的问题，硫酸盐类早强剂容易发生碱-集料反应，引起破坏，会削弱水泥的耐久性。除此之外，对于建筑水泥材料来说，后期强度也是十分重要的指标，很多早强剂往往在提高早期强度的同时，后期强度提升有限，甚至下降。因此，为了实现良好的低温早强效果，并提升水泥的后期强度，有必要开发新型的复合型早强剂。

技术实现思路

1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种低温复合水泥早强剂及其制备方法。

2、本专利技术提出的一种低温复合水泥早强剂，包括下述质量份的原料：甲酸钙10-15份、三乙醇胺0.2-0.4份、改性埃洛石纳米管5-8份、镁铝水滑石4-6份、纳米碳酸钙3-5份、纤维素醚1-2份、阴离子表面活性剂0.3-0.5份；

3、所述改性埃洛石纳米管的制备方法包括下述步骤：

4、(1)将埃洛石纳米管用酸活化，得到酸活化埃洛石纳米管；

5、(2)将所述酸活化埃洛石纳米管加入铁盐溶液中分散均匀，然后在抽真空条件下处理一段时间，离心，在惰性气氛下将得到的固体物质加入氨水中分散均匀，然后静置陈化，离心，将得到的固体物质干燥，得到负载fe的埃洛石纳米管；

6、(3)在惰性气氛下，将所述负载fe的埃洛石纳米管加入乙醇溶液中分散均匀，然后加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加热反应，离心，将得到的反应产物加入乙醇溶液中分散均匀，再加入聚乙烯亚胺加热反应，离心，干燥，得到改性埃洛石纳米管。

7、优选地，步骤(1)中，将埃洛石纳米管加入浓度为0.5-1.5mol/l的盐酸溶液中，于室温下搅拌6-12h，然后离心，将得到的固体物质用水洗涤、干燥，得到酸活化埃洛石纳米管。

8、优选地，步骤(2)中，将所述酸活化埃洛石纳米管加入铁盐溶液中分散均匀，然后置于密闭容器中，抽真空至-0.04～-0.08mpa，静置1-2h后取出，离心，在惰性气氛下将得到的固体物质加入氨水中分散均匀，然后于60-90℃下静置陈化12-24h，离心，将得到的固体物质干燥，得到负载fe的埃洛石纳米管。

9、优选地，步骤(2)中，所述铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的至少一种；

10、所述酸活化埃洛石纳米管与铁盐溶液的质量比为(2-5)：100，铁盐溶液的质量浓度为0.1-0.3％；

11、所述氨水的质量浓度为15-20％。

12、优选地，步骤(3)中，在惰性气氛下，将所述负载fe的埃洛石纳米管加入乙醇溶液中分散均匀，然后加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷于50-60℃下加热反应2-5h，离心，将得到的反应产物加入乙醇溶液中分散均匀，再加入聚乙烯亚胺于50-60℃下加热反应6-12h，离心，干燥，得到改性埃洛石纳米管；

13、所述负载fe的埃洛石纳米管与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯亚胺的质量比为1：(0.1-0.2)：(0.2-0.4)。

14、优选地，步骤(3)中，所述乙醇溶液的浓度为60-80％。

15、优选地，所述纤维素醚为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的至少一种。

16、优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

17、一种所述的低温复合水泥早强剂的制备方法，包括下述步骤：按质量份称取原料，加入在搅拌机内混合均匀，即得。

18、本专利技术的有益效果如下：

19、本专利技术采用甲酸钙、三乙醇胺与改性埃洛石纳米管、镁铝水滑石、纳米碳酸钙等作为主要组分配制得到复合早强剂，其中甲酸钙可以提高液相中ca2+的浓度，促进硅酸钙的水化和c-s-h凝胶的形成；三乙醇胺可以加速水泥的水化，加快凝结速度，提高低温早强性能；镁铝水滑石、纳米碳酸钙、改性埃洛石纳米管既可以作为晶核，为水泥提供水化成核，加速水化，还可以起到填充作用，降低孔隙率，以及在体系内形成骨架，与水泥的水化产物结合，改善水泥的后期强度，其中，通过负压浸渍、碱沉淀法在埃洛石纳米管内部负载铁化合物，可以使铁化合物均匀地分布在水泥体系中，进一步促进晶体的生长和水泥的固化，提高后期强度，在埃洛石纳米管表面以环氧硅烷偶联剂为桥梁接枝聚乙烯亚胺，可以改善埃洛石纳米管在水泥中的分散流动性和与水泥的结合力，促进埃洛石纳米管在低温下发挥良好的早强作用；纤维素醚和阴离子表面活性剂起到改善体系的均匀、稳定性的作用，可以改善早强剂提高水泥早期强度和后期强度的效果。通过上述原料的复配，本专利技术得到了一种不含氯盐、不含硫酸盐的低温复合水泥早强剂，不仅具有良好的低温早强效果，而且能提升水泥的后期强度，水泥制品耐久性好，应用范围广泛。

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【技术保护点】

1.一种低温复合水泥早强剂，其特征在于，包括下述质量份的原料：甲酸钙10-15份、三乙醇胺0.2-0.4份、改性埃洛石纳米管5-8份、镁铝水滑石4-6份、纳米碳酸钙3-5份、纤维素醚1-2份、阴离子表面活性剂0.3-0.5份；

2.根据权利要求1所述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，步骤(1)中，将埃洛石纳米管加入浓度为0.5-1.5mol/L的盐酸溶液中，于室温下搅拌6-12h，然后离心，将得到的固体物质用水洗涤、干燥，得到酸活化埃洛石纳米管。

3.根据权利要求1所述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，步骤(2)中，将所述酸活化埃洛石纳米管加入铁盐溶液中分散均匀，然后置于密闭容器中，抽真空至-0.04～-0.08MPa，静置1-2h后取出，离心，在惰性气氛下将得到的固体物质加入氨水中分散均匀，然后于60-90℃下静置陈化12-24h，离心，将得到的固体物质干燥，得到负载Fe的埃洛石纳米管。

4.根据权利要求1述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，步骤(2)中，所述铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的至少一种；

5.根据权利要求1所述的低温

6.根据权利要求1所述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，所述纤维素醚为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的低温复合水泥早强剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：按质量份称取原料，加入在搅拌机内混合均匀，即得。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，步骤(1)中，将埃洛石纳米管加入浓度为0.5-1.5mol/l的盐酸溶液中，于室温下搅拌6-12h，然后离心，将得到的固体物质用水洗涤、干燥，得到酸活化埃洛石纳米管。

3.根据权利要求1所述的低温复合水泥早强剂，其特征在于，步骤(2)中，将所述酸活化埃洛石纳米管加入铁盐溶液中分散均匀，然后置于密闭容器中，抽真空至-0.04～-0.08mpa，静置1-2h后取出，离心，在惰性气氛下将得到的固体物质加入氨水中分散均匀，然后于60-90℃下静置陈化12-24h，离心，将得到的固体物质干燥，得到负载fe的埃洛石纳米管。

4.根据权利要求1述的低温复合水泥早强剂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：程俊超，
申请(专利权)人：安徽新太环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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