[發明專利]一種水性納米復合型早強外加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710533326.4
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107235650B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 陳景;劉明;鄭廣軍;張宇;李東來;閆松齡
• 申請（專利權）人: 中建西部建設西南有限公司;中建西部建設股份有限公司;中建商品混凝土眉山新材料有限公司
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C04B103/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;張秋燕

本發明公開了一種水性納米復合型早強外加劑及其制備方法，所述水性納米復合型早強外加劑，由以下重量百分比的組成制備：1％～4％的可溶性硅酸鹽、1.4％～7％的可溶性鈣鹽、0～0.5％的碳酸鈉、5％～20％的高分子聚合物分散劑、余量為水。該水性納米復合型早強外加劑制備工藝簡單，產品穩定性好，可有效提高混凝土的早期強度，12h和24h膠砂抗壓強度比普通市售早強聚羧酸減水劑分別提高了30％和16％以上，同時不影響后期強度。

技術領域

本發明屬于化學建材技術領域，涉及一種水性納米復合型早強外加劑及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國住宅工業化的快速發展，對預制構件的需求量逐漸增加。預制構件的生產要求混凝土具有較快的水化速率，早期強度發展快。普通硅酸鹽水泥本身水化反應慢，再加上礦粉和粉煤灰的大量使用，使得混凝土早期強度發展難以滿足設計要求，直接影響模具的周轉以及預應力加載等工藝進程。開發混凝土早期增強技術能夠大幅提高生產效率、節約能耗，具有顯著的經濟和社會效益。

目前國內在提高混凝土早期強度方面的技術方法主要有：(1)提高水泥熟料含量、增加水泥細度、升高蒸養溫度，這些方法雖然有一定的效果，但一方面會大幅度增加能源消耗，另一方面也會在一定程度上影響混凝土后期強度發展和耐久性。(2)摻加早強劑。現有的普通早強劑無法滿足水化12h前的早期增強效果，并且摻量過高會影響混凝土的和易性。另外，含氯鹽、硫酸鹽早強劑會對鋼筋造成嚴重銹蝕，甚至降低混凝土耐久性。而通過分子結構設計制備得到的新型早強型聚羧酸堿水劑能夠一定程度地提高混凝土的早期強度。如專利CN105199060A公開了一種超早強聚羧酸減水劑及其制備方法，通過在減水劑的結構中引入陽離子電荷性質的活性大單體，促進水泥的水化反應，加速硬化混凝土的強度發展。該活性大單體的制備需要在高溫高壓條件下長時間反應制備，對反應設備及制備工藝要求較高。

納米材料由于其量子尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應，使得其在水泥混凝土領域具有許多獨特的應用性能。2009年Thomas等在國外J.Phys.Chem.C雜志發表了《Influence of Nucleation Seeding on the Hydration Mechanisms of TricalciumSilicate and Cement》重要文章，研究了納米C-S-H對C₃S和水泥的水化熱反應，發現納米C-S-H具有晶核效應，對水泥礦物的早期水化具有重要的加速作用。隨后Lee等在Thomas的工作基礎上，進一步研究了納米TiO₂對C₃S水化速率的影響《Influence ofTiO₂Nanoparticle on Early C₃S Hydration》，得到相似的研究結果。一般而言，水泥的水化反應受到成核與晶體生長速度的控制，早期水化反應速率低的主要原因之一是水化產物缺少晶核，導致其水化誘導期延長。目前納米二氧化硅、納米碳酸鈣以及納米水化硅酸鈣等材料大量應用于水泥混凝土，起到早期增強、改善混凝土耐久性的效果，但粉體納米材料不僅價格高而且很難在混凝土中均勻分散，導致其應用效果受到影響。而采用普通高分子分散劑一方面分散納米粉體材料的效果有限，另一方面往往由于其表面吸附作用導致水泥水化受到抑制，延長混凝土凝結時間，達不到早期增強目的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足而提供一種水性納米復合型早強外加劑及其制備方法。該水性納米復合型早強外加劑制備工藝簡單，分散穩定性好，可有效地提高混凝土的早期強度，12h和24h膠砂抗壓強度比市售早強聚羧酸減水劑分別提高了30％和16％以上，同時不影響后期強度。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種水性納米復合型早強外加劑，由以下重量百分比的組成制成：1％～3％的可溶性硅酸鹽、1.4％～5.5％的可溶性鈣鹽、0～0.5％的碳酸鈉、5％～20％的高分子聚合物分散劑、余量為水。