[发明专利]一种提高水热合成水化硅酸钙结晶度的外加剂

说明书

本发明公开了一种提高水热合成水化硅酸钙结晶度的外加剂，属于建筑新材料领域。通过向硅酸盐基料加入水化硅酸钙改性剂和增强剂，有利于加快水热反应过程中水化硅酸钙胶体向托勃莫来石晶体的转化，赋予水热合成硅酸盐基料高强度和低收缩性能，适用于提升水热法生产的水化硅酸钙板、混凝土高强管桩和石灰‑水泥‑砂加气混凝土、石灰‑水泥‑粉煤灰加气混凝土、石灰‑水泥‑砂‑粉煤灰加气混凝土等水热合成硅酸盐类加气混凝土材料性能。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种提高水热合成水化硅酸钙结晶度的外加剂。

背景技术

水化硅酸钙(C-S-H)是CaO-SiO₂-H₂O体系中三元化合物的总称，由硅酸三钙和硅酸二钙水化生成的一种无定形物质，约硅酸盐水泥水化产物质量的65％。水化硅酸钙凝胶与托勃莫来石晶体是加气混凝土重要的水化产物，未蒸养的加气混凝土水化产物以片状氢氧化钙、针棒状钙矾石和纤维状、网状C-S-H凝胶为主，孔隙较多；在1MPa蒸养的加气混凝土水化产物以叶片状托勃莫来石和卷曲状低钙水化硅酸钙为主，托勃莫来石结晶程度较高。

在水化硅酸钙制品中，水化硅酸钙的结晶度具有重要意义。结晶度较低时，制品中水化硅酸钙胶体含量较多，干缩较大，显著影响水化硅酸钙制品的寿命；结晶度较大时，水化硅酸钙胶体含量较少，体系缺乏胶凝材料的粘结，强度降低，因此水化硅酸钙结晶度存在一个最优区域。在实际生产过程中，由于反应条件的限制，水化硅酸钙凝胶含量较少，水化硅酸钙胶体向托勃莫来石晶体的转化过程受到限制，水化硅酸钙结晶度较低。从目前研究应用的现状来看，水热合成水化硅酸钙制品的结晶度还有很大的提升空间，因此，有必要研究如何提高促进水化硅酸钙晶体向托勃莫来石转变，提高水化硅酸钙结晶度，以近一步推广水热合成水化硅酸钙制品。

水化硅酸钙结晶度是影响水热合成硅酸盐材料物理力学性能、体积稳定性和耐久性的关键因素。提高加气混凝土性能的重要技术途径之一是优化水化硅酸钙结晶度。因此，寻找一种提高水热反应过程中水化硅酸钙胶体向托勃莫来石晶体转化的方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高水热合成水化硅酸钙结晶度的外加剂，该外加剂可以促进水化硅酸钙胶体向托勃莫来石晶体的转化，提高强度，但有效减少收缩，减少制品的收缩开裂。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高水热合成水化硅酸钙结晶度的外加剂，包括水化硅酸钙改性剂和增强剂；

所述水化硅酸钙改性剂为水化硅铝酸盐和/或水化硫铝酸盐；

所述增强剂为芒硝与偏硅酸钠、铝酸钠、柠檬酸钠或酒石酸钾钠中的一种或几种所组成的混合物。

进一步地，所述水化硅铝酸盐采用以下方法制备得到：按照重量比1:11.5:4.5将碳酸钠、偏高岭土和水搅拌均匀，制成直径小于10mm的球形颗粒，浇水自然养护7天，破碎成1mm以下颗粒。

进一步地，所述水化硫铝酸盐采用以下方法制备得到：按照重量比1:2.2:0.8:2.2将无水硫铝酸钙熟料、生石膏、消石灰和水搅拌均匀，制成直径小于10mm的球形颗粒，浇水自然养护14天，破碎成1mm以下颗粒。

进一步地，所述增强剂中芒硝的重量占增强剂总重量的30％～70％，优选45％～50％。

上述外加剂在水热合成水化硅酸钙中的应用。

进一步地，所述应用是将水化硅酸钙改性剂、增强剂与将硅酸盐基料混合后，按常规水热合成制备水化硅酸钙；

其中，按质量百分数计水化硅酸钙改性剂、增强剂、硅酸盐基料的用量为硅酸盐基料85％～95％、水化硅酸钙改性剂3％～10％和增强剂2％～5％，所有原料的质量百分数之和为100％。