[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于水泥或3D打印石膏的納米早強(qiáng)劑有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811545838.3 | 申請(qǐng)日： | 2018-12-17 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109650758B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-07-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賀行洋;鄭正旗;蘇英;楊進(jìn);譚洪波;陳順;李佳偉;徐焰;胡華超;黃中輝 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 湖北工業(yè)大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C04B22/14 | 分類(lèi)號(hào)： | C04B22/14;C04B103/12 |
| 代理公司： | 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104 | 代理人： | 朱盛華 |
| 地址： | 430068 湖*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 水泥 打印 石膏 納米 早強(qiáng)劑 | ||
本發(fā)明公開(kāi)一種用于水泥或3D打印石膏的納米早強(qiáng)劑，是在水中摻入緩凝劑，得緩凝溶液；緩凝溶液加煅燒石膏，得懸濁液，懸濁液在濕法研磨機(jī)中快速研磨，中值粒徑150nm以下時(shí)，降低研磨機(jī)轉(zhuǎn)速，投入分散劑，所得的用于水泥或3D打印石膏的漿狀納米早強(qiáng)劑。本發(fā)明利用石膏水化時(shí)的高勢(shì)能和濕磨過(guò)程中的機(jī)械化學(xué)作用，在液相環(huán)境中制備，成本低，對(duì)水泥基材料適應(yīng)性強(qiáng)；加入分散劑可維持納米早強(qiáng)劑漿劑的穩(wěn)定性。本發(fā)明以0.5?5％摻入水泥中，能大大提高水泥凈漿1d、3d和7d抗壓強(qiáng)度；以0.5?10％摻量摻入3D打印石膏中，能大大縮短3D打印石膏的凝結(jié)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速硬化。本發(fā)明能耗低，工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水泥或3D打印石膏的納米早強(qiáng)劑。
背景技術(shù)
由于納米粒子具有高比表面積和高活性，能使水泥及水泥中活性摻合料水化更迅速和更完全，因此納米粒子常用于增強(qiáng)水泥基材料的機(jī)械強(qiáng)度和耐久性?，F(xiàn)在應(yīng)用于水泥材料的納米材料有二氧化硅、氧化鈦、碳酸鈣、膨潤(rùn)土、氧化鐵和氧化鋁等，尚未出現(xiàn)硫酸鈣的技術(shù)。雖然可應(yīng)用到水泥中的納米粒子種類(lèi)繁多，而且改性效果良好，但是至今還未能實(shí)現(xiàn)納米粒子大規(guī)模在水泥中的應(yīng)用。其主要原因有二：一是成本高昂，目前用于水泥基材料中的納米粒子主要是經(jīng)過(guò)化學(xué)合成法制備而得，其制備原材料本身就昂貴，加上制備工藝復(fù)雜使得納米早強(qiáng)劑的使用成本高達(dá)上萬(wàn)元每噸。二是納米粒子在摻入水泥基材料中容易發(fā)生團(tuán)聚，需要經(jīng)超聲技術(shù)或化學(xué)分散劑來(lái)減小團(tuán)聚尺寸。
3D打印用的半水石膏(CaSO4·1/2H2O)完全水化硬化需要9分鐘,無(wú)法快速形成強(qiáng)度。而3D打印中快速凝結(jié)硬化的要求通常是3分鐘甚至幾十秒，目前常用的快速形成強(qiáng)度的辦法有：對(duì)半水石膏預(yù)潤(rùn)濕、添加無(wú)機(jī)促凝劑和添加有機(jī)粘接劑。預(yù)潤(rùn)濕技術(shù)需要精確的工藝，操作難度大；無(wú)機(jī)促凝劑一般為鉀、鈉鹽，對(duì)后期耐久性無(wú)益；有機(jī)粘接劑則會(huì)降低石膏基體強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種對(duì)水泥基材料適應(yīng)性強(qiáng)，能提高水泥凈漿抗壓強(qiáng)度，縮短石膏凝結(jié)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)3D打印石膏；能耗低，工藝簡(jiǎn)單，成本低的快速硬化的低熟料水泥漿的制備方法。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，一種用于水泥或3D打印石膏的納米早強(qiáng)劑，是由下述方法制備的，制備的具體步驟如下：
1)向重量份數(shù)85份水中摻入0.005～0.02份的緩凝劑，得緩凝溶液；
所述緩凝劑是骨膠、乳酸、乙醇、碳酸鈉、氯化鍶中的一種或兩種的混合物；
2)向步驟1)所得緩凝溶液加入重量份數(shù)5～15份煅燒石膏，配制固含5.6～15％的懸濁液，攪拌均勻；
所述煅燒石膏的主要成分為半水石膏(CaSO4·1/2H2O)；
3)將步驟2)所得懸濁液送至濕法研磨機(jī)中研磨，研磨機(jī)轉(zhuǎn)速35-50轉(zhuǎn)/秒；
4)步驟3)研磨的懸濁液中值粒徑達(dá)到120～150nm時(shí)，降低研磨機(jī)轉(zhuǎn)速至15-25轉(zhuǎn)/秒，向其中投入石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5～5％的分散劑，即得用于水泥或3D打印石膏的漿狀納米早強(qiáng)劑；
所述分散劑是聚羧酸分散劑、萘系分散劑、脂肪酸類(lèi)分散劑、脂肪族酰胺類(lèi)分散劑或酯類(lèi)分散劑。
本發(fā)明在液相環(huán)境中制備，對(duì)水泥基材料適應(yīng)性強(qiáng)；采用機(jī)械化學(xué)法，借助半水石膏的水化勢(shì)能制備而成，成本價(jià)格不到化學(xué)合成法的1/10；加入分散劑可維持納米早強(qiáng)劑漿劑的穩(wěn)定性。
本發(fā)明以0.5-5％摻入水泥中時(shí)，能大大提高水泥凈漿1d、3d和7d抗壓強(qiáng)度；以0.5-10％摻量摻入3D打印石膏中，能大大縮短3D打印石膏的凝結(jié)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)3D打印石膏的快速硬化。
本發(fā)明能耗低，工藝簡(jiǎn)單，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
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