[发明专利]一种用于辅助胶凝材料体系的纳米晶种的制备方法及应用

说明书

本申请涉及混凝土外加剂的领域，具体公开了一种用于辅助胶凝材料体系的纳米晶种的制备方法及应用，包括以下步骤：以重量份计，将分散剂30‑40份、醇醚90‑100份、醇胺10‑15份、无机增稠剂10‑30份和水560‑580份，温度控制在30‑35℃，同时滴加35‑40wt%的钙源溶液160‑170份和25‑30 wt%的硅源溶液120‑130份，加料时间控制在9‑12h，滴加完毕后，快速冷却至5℃以下老化1.5‑2h，即得纳米晶种。其制得的纳米晶种产品有效固含高，产品稳定好，存储时间长，可应用于掺合料掺量高的混凝土中，提高固废资源利用率的同时，改善混凝土性能。

技术领域

本申请涉及混凝土外加剂领域，更具体地说，它涉及一种用于辅助胶凝材料体系的纳米晶种的制备方法及应用。

背景技术

随着人们对于绿色建筑的迫切需求，环保意识的逐步提高，绿色环保的固废资源作为混凝土掺合料被人们逐渐开发应用。

在实际工程应用上人们发现混凝土中加入掺合料后，水泥凝结时间长，混凝土早期强度发展慢，1天强度不能满足拆模要求，混凝土中加入掺合料后，碱性降低，碳化加深，不利用钢筋保护；同时混凝土的保水性下降，水分在混凝土内部容易形成贯穿通道，降低了混凝土密实性。若掺合料的掺量30％，掺合料表面溶解速率低，凝胶形成慢，造成混凝土早期收缩较大，虽然可获得较佳的90d强度，但是往往28d强度偏低，所以大部分工程应用中往往将掺合料替代率控制在30％以下(不需要早期强度的水工混凝土除外)，固废资源利用率低。

目前，市面上已研发出一些纳米晶种应用于掺合料的掺量为30％左右的混凝土中，但发明人发现，市面上的晶种的有效固含量低(5-10％)，且纳米晶种非常容易团聚，团聚后出现晶种尺寸增大，出现沉降等问题，产品稳定性低，存储时间短。

发明内容

为了提高纳米晶种的有效固含量，改善产品稳定性，延长存储时间，同时可应用于掺合料掺量高的混凝土中，提高固废资源利用率的同时，改善混凝土性能，本申请提供一种用于辅助胶凝材料体系的纳米晶种的制备方法及应用。

第一方面，本申请提供的一种用于辅助胶凝材料体系的纳米晶种的制备方法采用如下的技术方案：

一种用于辅助胶凝材料体系的纳米晶种的制备方法，包括以下步骤：以重量份计，将分散剂30-40份、醇醚90-100份、醇胺10-15份、无机增稠剂10-30份和水560-580份，在转速低于500rpm条件下搅拌均匀，温度控制在30-35℃，同时滴加35-wt％的钙源溶液160-170份和25-30wt％的硅源溶液120-130份，加料时间控制在9-12h，滴加开始后将转速升至1000rpm以上，转速保持至滴加完毕后，快速冷却至5℃以下老化1.5-2h，即得纳米晶种；其中所述醇醚为二乙二醇单丁醚和聚醚消泡剂，所述醇胺选自二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙二醇单异丙醇胺中的一种或几种混配。

通过采用上述技术方案，在体系中加入无机增稠剂对体系进行增稠，延迟颗粒沉降速度，且有利于混凝土强度发展。加入电负性更强的分散剂以提高体系中颗粒的分散性，同时使得体系ZETA电位绝对值更高，体系更加稳定。

纳米颗粒从热力学上是不稳定的，从终态来说容易团聚的，通过分散剂和无机增稠剂的协同作用，提高体系的分散性和粘度，延迟颗粒团聚，提高产品稳定性，延长产品存储时间；同时与钙源溶液和硅源溶液协同，提高产品固含量，达到更高的有效固含，提升产品质量并适应掺合料的掺量高的胶凝材料体系中，提高固废资源利用率，协同改善混凝土的性能。

在钙源溶液和硅源溶液滴加完毕后，进行快速冷却并老化，缩短合成过程中晶体生长的窗口，从而控制晶体的更小粒径和粒径分布，进而提高晶种稳定性，延长存储时间。