[發明專利]一種混晶納米TiO2

有效

• 申請號: 202010746851.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111925167B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 董祥;孫亮;張蘭;岑啟宏;趙焱
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/30
• 代理公司: 昆明隆合知識產權代理事務所(普通合伙) 53220
• 代理人: 龍燕

本發明公開一種混晶納米TiO₂增強的水泥砂漿及其制備方法，屬于建筑材料制備技術領域。所述復合砂漿由以下原料制備得到，各原料及其質量百分比為：水泥10％～20％、標準砂55％～70％、混晶納米TiO₂ 1％～10％、硅酸鈉其添加量為0.01～0.75％，水為5～25％，所有原料質量百分比之和為100％，其中，硅酸鈉作為混晶納米TiO₂的分散劑。所述混晶納米TiO₂為板鈦礦、銳鈦礦、金紅石三種晶體中的兩種或者三種組成；本發明首次發現將板鈦礦、銳鈦礦、金紅石三種晶型中的兩種或者三種按一定比例混合形成的混晶添加到水泥砂漿中可以顯著提高其力學性能并賦予水泥砂漿環境凈化功能。

技術領域

本發明涉及一種混晶納米TiO₂增強的水泥砂漿及其制備方法，屬于建筑材料制備技術領域。

背景技術

水泥砂漿是土木領域中非常重要的工程材料，以砂作集料，與水按一定比例配合，經攪拌而成。隨著現代科學技術的快速發展，人們對水泥砂漿性能的要求日益提升。傳統的水泥砂漿具有抗拉強度低、脆性大和功能單一等缺點，已經難以滿足現代生產、生活需求，固而現代水泥砂漿需要逐步向高性能、多功能方向發展。我國目前提升水泥砂漿性能是以硅酸鹽水泥和砂作為基體材料添加不同的納米顆粒包括納米SiO₂、納米TiO₂等以及碳納米管、氧化石墨烯等物質。

納米TiO₂顆粒由于其物化性質穩定并且對環境無害，在目前所研究的納米材料中扮演著重要的角色。TiO₂有三種晶體結構，分別是銳鈦礦相、板鈦礦相、金紅石相，其組成的基本單位都是Ti-O₆八面體結構。TiO₂的優異性使其作為重要的工業原料應用于不同基體改性。此外，納米TiO₂雖然不會直接與水泥基體發生火山灰反應，但是其納米級顆粒尺寸會對水泥基體的水化硬化過程和材料的基本性能產生重要的影響。但是納米TiO₂顆粒增強復合砂漿的性能不理想，因此，需要尋找進一步提高復合砂漿性能的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混晶納米TiO₂增強的水泥砂漿，以硅酸鹽水泥為主要膠凝材料，通過摻不同晶型以及不同質量百分比的納米TiO₂進行改性，來獲取滿足高性能、多功能、綠色要求的水泥基復合材料，所述復合砂漿由以下原料制備得到：水泥10％～20％、標準砂55％～70％、混晶納米TiO₂ 1％～10％、硅酸鈉其添加量為 0.01～0.75％，水為5～25％，所有原料質量百分比之和為100％。

所述混晶納米TiO₂由板鈦礦、銳鈦礦、金紅石三種晶體中的兩種或者三種組成，對于兩種晶體組成的混晶：板鈦礦與銳鈦礦的質量比為：1:4～5:5，板鈦礦與金紅石混晶的質量比為：1:9～9:1，銳鈦礦與金紅石的質量比為：1:4～4:1，對于三種晶體組成的混晶，板鈦礦、銳鈦礦、金紅石的質量比為：2:3:6～4:5:1。

優選的，本發明所述標準砂由1.0nm～2.0nm的粗砂、0.5nm～ 1.0nm的中砂、0.08nm～0.50nm的細砂均勻組成；所述水泥為強度等級為42.5R、52.5的灰色普通硅酸鹽水泥。

優選的，本發明所述混合納米TiO₂晶體尺寸為5nm-200nm，混晶納米TiO₂中各種晶型納米TiO₂尺寸可以是相同的一個尺寸，也可以是由不同尺寸的不同晶型晶體混合在一起組成。

本發明的另一目的在于提供所述混晶納米TiO₂增強的復合砂漿的制備方法，具體包括以下步驟：