[發明專利]親水基納米SiO2復合速凝水泥漿液的制備方法

無效

• 申請號: 201210248006.1
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102775109A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 王道增;程鵬達;李旺雷;鐘寶昌;張坤;朱紅偉;周旭;鄭淑君
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B22/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種親水基納米SiO₂復合速凝水泥漿液的制備方法，屬于水泥改性處理及水泥建筑材料技術領域。

背景技術

目前，水泥漿液一般結石體強度較高、耐久性較好、材料來源豐富、漿液配制方便、操作簡單、成本較低，但凝膠時間較長，擴散不易控制。化學漿材流動性好，漿液粘度低，凝膠可控、抗滲性及耐久性能好，能注入到細微裂隙中，但是一般的化學漿液都具有毒性并且價格昂貴，強度比較低。為了縮短水泥漿液的凝膠時間，多采用速凝劑對水泥漿液的凝膠時間進行控制。目前常用速凝劑例如水玻璃，多為堿性或者弱堿性，加入速凝劑后，水泥漿液的凝固時間可在數十秒至半小時可控。由于水泥速凝漿液凝固時間縮短，水泥結石初期強度迅速提高，一般為普通漿液的數倍，但由于速凝劑堿性作用，水泥結石中后期強度下降明顯，后期強度平均只能達到普通漿液的一半左右。

速凝凈漿結石初期（1天）強度比凈漿結石提高了近15倍，體現了初期優良的防滲堵水性能，但中后期（7天、28天）強度大幅下降，如圖1所示。7天強度比凈漿結石降低了10%，28天強度降低了近40%，不能達到施工要求。原因之一是速凝劑中含有大量堿性物質，導致后期強度大幅下降，這是傳統速凝劑普遍存在的問題。

在大量水利或隧道等防滲加固工程中，經常會采用速凝劑材料加速水泥漿液的凝固，控制其擴散范圍。長期觀測表明，加入堿性速凝劑后，雖然漿液的擴散范圍和水泥結石初期強度都有所改善，但是水泥結石中后期強度衰減幅度較大，嚴重時降幅超過40%，給水利或隧道工程留下了巨大的安全隱患。

近年來，眾多學者對水泥水化主要產物水化硅酸鈣進行研究，證實了水泥硬化漿體中存在70%納米尺度的水化硅酸鈣凝膠顆粒，從而為水泥基材料進行納米改性奠定基礎。近年來納米材料和納米技術快速發展,為水泥基納米復合材料的研制帶來了很大的發展空間。眾多學者對納米二氧化硅改性普通硅酸鹽水泥進行了廣泛的探索性研究，結果表明，由于納米二氧化硅尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相當大的比例，這些表面原子具有很高的活性，表現為大量的懸掛鍵或不飽和鍵，這些不飽和性將導致提高了納米SiO₂的反應性，很容易與水泥水化反應生成的Ca（OH）₂鍵合，生成水化硅酸鈣(CSH)凝膠，隨著Ca（OH）₂的消耗加速了水泥的水化速度，促進了水泥的凝結，使凝結時間縮短。在固定水灰比的情況下，加入適量的納米二氧化硅納米，能生成更多的?CSH?凝膠，使水泥結石微觀結構更加密實，抗壓和抗折強度都有所提高。本發明將親水基納米材料引入速凝水泥漿液制備過程中，利用納米材料對水泥漿液的改性作用，改善水泥漿液流變特性，并提高傳統速凝漿液中后期強度。

發明內容

一種親水基納米SiO₂復合速凝水泥漿液的制備方法，其特征在于其有以下的制備過程：

A）???????確定親水基納米SiO₂復合速凝水泥漿液的原料配方，其原料配方為：普通42.5MPa硅酸鹽水泥和水制成水泥漿液，該漿液的水灰比為0.8，即兩者的質量比為8:10；另外以所述漿液為計量基準，加入速凝劑水玻璃，其加入量為所述漿液質量的3%-7%；再加入親水基納米SiO₂（納米二氧化硅采用上海大學納米中心提供的親水基納米二氧化硅），其最佳加入量為所述漿液質量的0.5%~1.5%；

B）?將上述各原料按配方稱重配料，并用分散器、攪拌器充分攪拌混合均勻，即得到復合速凝水泥漿液。

附圖說明

圖1為速凝凈漿結石與凈漿結石的強度對比曲線圖

圖2為各種不同原料配比下的漿液結石抗壓強度百分比率對比圖

圖3為不同納米SiO₂含量水泥漿液抗壓強度曲線圖

圖4為不同納米SiO₂含量水泥漿液抗折強度曲線圖

圖5為不同納米SiO₂含量水泥漿液的粘度隨時間變化曲線圖

圖6為同一時刻水泥漿液粘度隨納米SiO₂含量的變化曲線圖。

具體實施方式

???現將本發明的具體實施例敘述于后。

實施例

本實施例中，親水基納米SiO₂復合速凝水泥漿液的制備方法，具有以下的制備過程：