[发明专利]一种复合改性纳米铝溶胶及其制备方法和其在无硫无碱速凝剂中的应用

权利要求书

1.一种复合改性纳米铝溶胶，其特征在于，所述复合改性纳米铝溶胶是具有层间结构的载体颗粒负载的纳米铝溶胶和水泥水化反应活性改性剂；

所述具有层间结构的载体选自氧化石墨烯、白云母、膨润土、高岭土、蒙脱土和/或水滑石；所述具有层间的载体颗粒粒径范围为0.5-5μm；

所述纳米铝溶胶的pH＞4.0，固含量为15-25%，胶体尺寸在15-25nm；

所述水泥水化反应活性改性剂是指硅溶胶、气相二氧化硅、纳米二氧化硅粉体和/或白炭黑粉体；

所述硅溶胶中二氧化硅含量≥30%，胶体尺寸在10-30nm；

所述纳米二氧化硅粉体及白炭黑粉体的粒径范围为5-25nm；

所述纳米铝溶胶、具有层间结构的载体和水泥水化活性改性剂三者之间的质量比范围为1：（6-10）：（2-5）。

2.权利要求1所述的复合改性纳米铝溶胶的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

将具有层间结构的载体颗粒、铝溶胶加入至反应容器中充分搅拌，在30-60min时间内边搅拌边添加水泥水化反应活性改性剂至上述反应物中，添加结束后再搅拌，搅拌结束即得所述复合改性纳米铝溶胶材料；搅拌速率300-500r/min，总搅拌时间1.5-3.0h。

3.权利要求1所述的复合改性纳米铝溶胶的应用，其特征在于，用于制备无硫无碱速凝剂。

4.根据权利要求3所述应用，其特征在于，所述无硫无碱速凝剂的组成包括所述复合改性纳米铝溶胶和水，水的用量为无硫无碱速凝剂总质量的5%-45%，且所述复合改性纳米铝溶胶的掺量不低于所述无硫无碱速凝剂总质量的30%。

5.根据权利要求3所述应用，其特征在于，获得一种溶胶改性无硫无碱速凝剂，其组成包括所述复合改性纳米铝溶胶和辅助速凝组分；所述辅助速凝组分选自无硫铝盐和/或醇胺；

所述辅助速凝组分与复合改性纳米铝溶胶的比例为（20-35）：（30-50）；

所述无硫铝盐选自磷酸二氢铝、硝酸铝或酒石酸铝中的任意一种；

所述醇胺为具有N-R-OH结构的链烷醇胺，其中R为烷基或烯丙基的原子团。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述醇胺为二乙醇胺。

7.根据权利要求3所述应用，其特征在于，获得一种早强型溶胶改性无硫无碱速凝剂，所述早强型溶胶改性无硫无碱速凝剂由所述复合改性纳米铝溶胶、辅助速凝组分和早强组分复配组成；

所述辅助速凝组分选自无硫铝盐和/或醇胺；

所述早强组分由主体早强组分和辅助早强组分组成，

所述主体早强组分为改性水化硅酸钙，

所述辅助早强组分选自氢氧化镁、硝酸镁、磷酸二氢镁、氢氧化锂、柠檬酸锂、苯甲酸锂和/或甲酸钙；

早强组分的质量占所述早强型溶胶改性无硫无碱速凝剂总质量的比例的10-20%，其中辅助早强组分与主体早强组分的质量比1：1-3。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述主体早强剂为改性水化硅酸钙，所述改性水化硅酸钙为使用增稠改性剂和分散性改性剂改性，

所述增稠改性剂选自酰胺类有机物、甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、麦芽糊精、黄原胶和/或结冷胶；所述酰胺类有机物选自聚丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基甲酰胺、环丙酰胺中的任意一种；

所述分散性改性剂选自聚羧酸类分散剂、萘磺酸类分散剂或木质素磺酸盐类分散剂中的任意一种；

水化硅酸钙、增稠改性剂和分散改性剂的质量比为1:（0.001-0.01）：（0.001-0.005）。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述改性水化硅酸钙的改性方法：将水化硅酸钙与水充分搅拌后，按照物料质量比缓慢加入增稠改性剂，搅拌1.0h后加入分散改性剂，再搅拌30min，随后将反应物在45-60℃范围内烘干至恒重，得到改性水化硅酸钙。