[发明专利]一种纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明按照重量份数计，由以下组分组成：30‑70份纳米碳酸钙、1‑10份纳米分散剂、10‑45份超细粉煤灰和3‑25份钙基膨润土；所述纳米分散剂为聚乙烯醇和/或聚乙二醇。本发明可有效解决目前碱激发材料泛碱的难题，有利于碱激发水泥及混凝土的推广与广泛应用，从而为开发新型节能建筑材料打下坚实基础，具有很好的经济、社会及环境效益。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂。本发明还涉及纳米材料的应用技术以及工业废渣回收利用技术领域。

背景技术

碱激发水泥是是以富含氧化硅、氧化铝成分的硅铝质材料（如工业废渣：钢渣、矿渣、粉煤灰、赤泥等）为主要原料，经碱溶液激发产生化学反应获得的一种新型的无机非金属建筑胶凝材料。与目前广泛应用的硅酸盐水泥相比，碱激发水泥混凝土具有高强、耐久、节能、充分利用工业废渣的特点，是一种具有发展前景的新型胶凝材料。

纳米技术的发展对材料、制造等领域的影响具有革命性意义。纳米技术与信息技术、生物技术一起被认为是 21 世纪的三大关键技术，而纳米材料则被誉为“21 世纪最有发展前景的材料”。当材料粒径达到纳米级时，其诸多性质特点较宏观材料发生较大改变。纳米材料因其特性已在水泥混凝土中得到广泛应用，其作用可归纳为三方面：晶核效应、微细颗粒填充效应和高火山灰活性（具有火山灰活性的纳米材料），这三方面的作用显著改变了水泥混凝土的性能特点。

由于碱激发水泥优异的性能，近年来受到了国内外研究学者的广泛关注。碱激发水泥及混凝土已在前苏联等国家得到了广泛的应用。如乌克兰在1958年就已经利用碱激发水泥制备了水泥混凝土构件，且进行了大范围的推广应用。前苏联曾颁布了一整套有关碱激发水泥、混凝土及其结构的相应标准。波兰也成功研制“F一水泥”(即碱激发水泥)，并己投入实际工程应用。尽管碱激发水泥已被证明为可完全取代硅酸盐水泥用于建筑，但是，碱激发水泥依然存在碱溶液使用安全隐患、可溶性碱离子容易随水分蒸发造成泛碱等缺陷。如何有效抑制碱激发水泥及混凝土的泛碱成为碱激发水泥推广应用的瓶颈。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂。

本发明的技术方案为：

一种纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂，按照重量份数计，由以下组分组成：30-70份纳米碳酸钙、1-10份纳米分散剂、10-45份超细粉煤灰和3-25份钙基膨润土；所述纳米分散剂为聚乙烯醇和/或聚乙二醇。

作为优选方案，所述纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂，按照重量份数计，由以下组分组成：45-65份纳米碳酸钙、4-7份纳米分散剂、20-35份超细粉煤灰和5-20份钙基膨润土。

作为优选方案，所述钙基膨润土为钙钠基膨润土。

作为优选方案，所述纳米碳酸钙采用碳化法制得。采用碳化法制得的纳米碳酸钙粒径小，粒径分布窄，且该法所得纳米碳酸钙颗粒为球形或方形。

进一步地，所述纳米碳酸钙的纯度为96%-99.9%，粒径为20nm-80nm。

作为优选方案，所述钙基膨润土的比表面积为350-450m²/kg；所述超细粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，所述超细粉煤灰的比表面积为400-600 m²/kg。

所述纳米碳酸钙改性碱激发水泥泛碱抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将粉煤灰磨至比表面积为400-600 m²/kg，将钙基膨润土粉磨至比表面积350-450m²/kg；

2）按比例称取超细粉煤灰和钙基膨润土，混匀得混合粉末；