[发明专利]一种碱胶凝材料C-A-S-H晶种、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种碱胶凝材料C‑A‑S‑H晶种、制备方法及其应用，其制备方法包括：称取氢氧化钙、纳米氧化硅、纳米氧化铝和去离子水，将纳米氧化硅、纳米氧化铝与去离子水混合后超声分散，再将氢氧化钙加入混合，超声分散后得到混合物料；将混合物料密封在反应釜中，将反应釜放置在搅拌器上加热并搅拌；将反应釜置于水浴锅中，固化至3～7d龄期；将固化后的产物用无水乙醇和去离子水洗涤、过滤，重复2次或以上；将产物在真空环境中烘干，即得到碱胶凝材料C‑A‑S‑H晶种。并将上述碱胶凝材料C‑A‑S‑H晶种应用在提高硅酸盐水泥体系机械强度，上述技术方案能有效解决现有水泥添加C‑S‑H凝胶导致的其耐湿性、耐热性以及耐腐蚀性等性能差，使用寿命降低以及应用范围被限制的问题。

技术领域

本发明涉及C-A-S-H晶种技术领域，具体涉及一种碱胶凝材料C-A-S-H晶种、制备方法及其在提高硅酸盐水泥早期强度中的应用。

背景技术

随着社会的发展，人们对水泥材料的性能提出了越来越高的要求。一方面，要求提高普通硅酸盐水泥的抗压和抗折强度，另一方面，水泥需要有特定的性能，以满足特殊情况下的特殊用途。水化硅酸钙(C-S-H)是水泥基材料的最主要水化产物，占质量分数的60-70wt％，是水泥基材料最主要的强度来源。为了提高水泥基材料的性能，研究人员将人工合成的C-S-H凝胶加入到水泥基材料中，虽然提高了性能，但是由于C-S-H自身结构存在缺陷，其耐湿性、耐热性以及耐腐蚀性等性能较差，从而会影响其使用性能，降低其使用寿命，并限制其应用范围。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱胶凝材料C-A-S-H晶种及其制备方法，其能有效解决现有水泥添加C-S-H凝胶导致的其耐湿性、耐热性以及耐腐蚀性等性能差，使用寿命降低以及应用范围被限制的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

提供了一种碱胶凝材料C-A-S-H晶种的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1.按照钙硅比为1.0～2.0、硅铝比为2.0～3.0、水固比为6.0～9.0称取氢氧化钙、纳米氧化硅、纳米氧化铝和去离子水，将纳米氧化硅、纳米氧化铝与去离子水混合，并用超声分散得到混合液，再将氢氧化钙加入混合液混合，超声分散后得到混合物料；

步骤S2.将步骤S1得到的混合物料密封在反应釜中，在60℃下将反应釜放置在恒温磁力搅拌器上加热并搅拌60～90分钟；

步骤S3.将步骤S2的反应釜置于25～95℃的水浴锅中，固化至3～7d龄期；

步骤S4.将步骤S3固化后的产物用无水乙醇和去离子水洗涤、过滤，重复2次或以上；

步骤S5.将步骤S4得到的产物在真空环境中烘干至恒重后，即得到碱胶凝材料C-A-S-H晶种。

其中，步骤S1中超声分散的时间为3min；步骤S2中的密封过程在N₂气氛中进行；步骤S5中真空环境的干燥温度为55～65℃。

并且提供了碱胶凝材料C-A-S-H晶种在提高硅酸盐水泥体系机械强度中的应用，其中碱胶凝材料C-A-S-H晶种的掺量为硅酸盐水泥材料质量的1％～5％。

上述技术方案中提供的碱胶凝材料C-A-S-H晶种的制备方法以及采用该方法制备的碱胶凝材料C-A-S-H晶种，将碱胶凝材料C-A-S-H晶种应用到提高硅酸盐水泥体系机械强度中，能有效促进水泥的水化，缩短水泥凝结时间；同时适用于水泥体系的建筑工程，可细化孔结构，降低硬化浆体的孔隙率，提高硅酸盐水泥早期强度，有利于水泥的低碳化和绿色发展，具有良好的环境保护效益和社会经济效益；另外本发明采用纳米氧化硅、纳米氧化铝和氢氧化钙通过水热法制备出了避免碳化优异的碱胶凝材料C-A-S-H晶种，制备工艺简单，产品性能稳定，具有良好的应用前景。

附图说明