[发明专利]一种二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料的制备方法，将正硅酸甲酯/乙酯加入到4‑羟乙基哌嗪乙磺酸、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、碳酸氢钠和去离子水的混合体系中，在30‑40℃反应10‑12h过滤、洗涤、真空干燥得二氧化硅纳米星；取工业废渣，水，减水剂湿磨机中湿磨至微米得浆料；浆料加水泥、石英砂、二氧化硅纳米星、减水剂，搅拌成型得纳米二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料。本发明采用二氧化硅纳米星具有更大比表面积，更多尖端活性点，能促进水泥的水化，减小孔隙，提高粘结性能、韧性。采用湿磨工业废渣，为胶凝材料后期提供强度，显著提高胶凝材料的耐久性。本发明制备的胶凝材料早期强度较高，收缩小，粘结性能和韧性优良。

技术领域

本发明属于装配式建筑材料领域，具体涉及一种二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料的制备方法。

背景技术

我国建筑工业化的发展朝着提高生产效率、节约能源和发展绿色环保建筑方向发展。装配式施工遵循可持续发展的原则，有利于提高和保证建筑工程质量，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，值得大力推广。但装配式建筑节点、接缝存在防水密封问题，本专利研究的改性粘结复合胶凝材料旨在解决这一问题。

普通砂浆因其韧性低、干缩变形大、抗裂性和抗渗性差，在使用方面受到了很大的限制,而传统的聚合物改性砂浆由于聚合物的加入强度都会有一定的降低，若再掺入矿物废料会导致早期强度低，凝结时间长等问题。本研究通过掺入二氧化硅纳米星，提高粉磨效率，增大废料的比表面积，提高废料的活性，并在水泥中其填充作用，减小孔隙，用该改性后的磷渣浆料取代部分水泥，所制得的砂浆不仅早期强度较高，后期耐久性好，具有极好的韧性，同时解决了水泥砂浆收缩大的问题。

CN107352883A公开了一种以废弃玻璃为原料的复合胶凝材料及其制备改性方法，利用45微米级的废弃玻璃粉部分替代水泥，并在纳米改性技术下，废弃玻璃份、水泥，水，纳米改性剂通过一定的质量份配合比制备得到复合胶凝材料。纳米改性剂选用溶胶态纳米二氧化硅；所述纳米改性剂颗粒平均粒径为5-15纳米。

CN104496337B公开了一种纳米黏土改性纤维水泥砂浆及其制备方法，由粉煤灰和余量水泥组成，纳米黏土粒子为胶凝材料重量的1％，塑化剂为胶凝材料重量的0.1-0.2％，减水剂为胶凝材料重量的0.3-0.5％，石英砂为胶凝材料重量的30-35％，水胶比为0.25-0.35，PVA纤维的掺量水泥砂浆总体积的1％-2％。利用纳米黏土粒子与PVA来改善砂浆抗渗性，纤维和纳米黏土的掺入使得砂浆流动性大大降低，由于纳米黏土表面能容易团聚成块状聚集体以至丧失优异力学性能而不能发挥很好的改性作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种早期强度较高，收缩小，粘结性能和韧性优良，耐久性强的二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料的制备方法。

本发明目的的实现方式为，一种二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料的制备方法，具体步骤如下：

1)按重量份计，将15-25份正硅酸甲酯/乙酯加入到5-8份4-羟乙基哌嗪乙磺酸、4-8份聚乙烯吡咯烷酮、6-10份氨水、5-8份碳酸氢钠和60-100份去离子水的混合体系中，在低转速机械搅拌的作用下，在30-40℃反应10-12h，反应后再经过滤、用无水乙醇洗涤、真空干燥得到二氧化硅纳米星；

所述聚乙烯吡咯烷酮为PVP K30、PVP K60、PVP K80或PVP K90中的一种或两种；

真空干燥条件,其压力值60～100pa

2)按重量份计，取100份工业废渣，50份水，0.15-0.3份减水剂加入湿磨机中，湿磨1.5-6h，至工业废渣的中值粒径1.6-4.4μm，得到浆料；

所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂或萘系减水剂；

所述工业废渣为磷渣、粉煤灰或矿渣；