[發明專利]一種減水劑/雙金屬氫氧化物復合物及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201711103783.6
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107673645B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 龐秀江;陳利;李少香
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C04B22/08
• 分類號: C04B22/08;C01F7/00;C01G9/00;C01G49/00;C04B103/30
• 代理公司: 37104 青島高曉專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 付麗麗

本發明公開了一種高分散減水劑/雙金屬氫氧化物復合物，其包括層狀雙金屬氫氧化物和吸附在層狀雙金屬氫氧化物表面的陰離子型減水劑，所述層狀雙金屬氫氧化物的顆粒直徑尺寸為15?30nm，厚度約為0.8?3nm，減水劑/層狀雙金屬氫氧化物復合物的直徑尺寸為30?100nm，厚度為2?5nm。先利用微通道反應器制備表面潔凈的超薄類水滑石納米片，然后將陰離子減水劑僅僅吸附在雙金屬氫氧化物納米片表面，從而制得具有仍然具有超薄結構的復合物。該技術制備條件溫和，所得減水劑/雙金屬氫氧化物在水中呈高分散狀態，作為早強劑時，可以降低納米顆粒和水泥之間的表面張力，增加水泥的水化程度，從而提高混凝土的早期強度。

技術領域：

本發明屬于無機材料制備技術領域，涉及一種高分散減水劑/雙金屬氫氧化物復合物的制備方法及用途，通過控制陰離子減水劑僅僅吸附在雙金屬氫氧化物納米片表面形成具有超薄結構的復合物，作為水泥早強劑提高水泥的早強性能。

背景技術：

混凝土由于相對廉價，材料易得，施工方便使得包括房屋建筑工程、路橋工程、水利工程等幾乎所有建筑工程都離不開其參與。但在混凝土的應用過程中存在早期需要養護、固化后容易出現裂縫等實際問題。早強劑是可以加速混凝土早期強度發展的外加劑，主要作用是縮短養護工期，加快工程進度，提高工程作業的周轉率，主要作用機理是加速水泥水化速度，加速水化產物的早期結晶和沉淀，從而促進混凝土早期強度的發展。目前我國現有的早強劑主要有無機類早強劑、有機類早強劑、復合型早強劑。無機類主要包括：氯鹽類、硝酸鹽類、硫酸鹽類、碳酸鹽類早強劑，但存在容易引起混凝土的泛霜、堿-骨料反應以及侵蝕，混凝土后期強度降低、韌性降低；有機類早強劑常見的主要有三乙醇胺(簡稱TEA)、三異丙醇胺(簡稱TP)、二乙醇胺、以及一些有機鹽如甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽等。最常用的有機類早強劑是三乙醇胺，常與其他早強劑復合使用。在實際工程應用中由于摻量很少，最佳摻量不易準確掌握，容易造成混凝土的緩凝。而且三乙醇胺等有機胺類早強劑不宜用于蒸汽蒸壓養護的混凝土中。為綜合多種早強劑及其他混凝土外加劑的特殊功能，將多種成分復合使用是提高混凝土性能的一種措施。

在混凝土技術領域，種子晶體技術已被人們所知很多年，但直到現在成功的例子也不多。作為晶核型早強劑，水合硅酸鈣(C-S-H)可以作為種子晶體加速水泥水化得到了大量的關注。C-S-H是片狀粒子，比表面積較大，與水泥顆粒接觸面積較大，能夠形成具有內鎖結構的晶體而提高混凝土的強度，但是其在水泥通常的pH值條件下(約為13)C-S-H表面的硅醇基去質子化而攜帶負電荷，同時吸附水泥溶液中的Ca²⁺，使得其表面電荷降低，顆粒之間由于吸引力的增強而產生聚集，導致其喪失促進水化的作用。所以，可控制備穩定的膠體分散液是解決其作為高效晶核型早強劑的關鍵技術。L.Nicoleau等利用親水性磷酸鹽化的梳狀減水劑控制C-S-H的聚集，得到了不規則形狀的C-S-H，在垂直于片層的方向上沒有堆積，但在邊-邊方向上，片層之間還是發生了聚集。德國慕尼黑工業大學Plank教授課題組研究發現，將不同分子量的陰離子PCE與Na₂SiO₃、Ca(NO₃)₂共沉淀，C-S-H-PCE復合物，在C₃S和C₂S的水化方面表現出一定的種子效應，但其粒徑分布范圍寬且不可控，影響了水化程度。