CN112094072B - 一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液及其制备方法 - Google Patents
一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为1.57~5.24:1;反应原液包括:可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐,可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐的摩尔比为0.2~1.8:1:0.01~0.5;反应底液包括:聚羧酸减水剂;分散稳定液包括:可溶性多糖;水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和可溶性多糖的质量比为100~10000:1。本发明解决了现有技术中水化硅酸钙纳米晶核悬浮液长效分散稳定性的问题。本发明还提供了该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料外加剂技术领域,具体涉及一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液及其制备方法。
背景技术
随着我国在工程建设方面得到了高速发展,对建筑材料的需求逐年增长。同时,我国在冶金、化工、煤炭和电力以及城市基础设施建设等的迅猛发展,排放的工业固体废弃物以及建筑固体废弃物的量也在逐年增长。这些废弃物的排放,占用了大量土地资源,污染环境和危害人体健康。将这些大宗固体废弃物用于建筑材料一方面能够降低水泥基材料中水泥熟料占比,减少水泥工业对矿石能源的消耗,煅烧粉磨等的能耗以及CO2排放;另一方面可以大规模消纳大宗固体废弃物,使其变废为宝,是一种双赢的措施。然而,这些固体废弃物用于水泥基材料最显著的缺点是掺量过大时由于其自身反应较低易引起水泥基材料早期强度发展缓慢,不利于水泥基材料早期强度的发展。
目前最普遍的做法是通过对制品中掺入高早强水泥、早强型外加剂、蒸汽(压)养护等手段来提高混凝土制品早期强度。然而,高早强水泥的价格普遍较高,不利于大面积使用;加入常规早强剂(如氯盐)时,易造成混凝土中钢筋发生锈蚀,带来安全隐患;而蒸汽(压)养护虽然使水泥基材料水化显著加快,早期强度得到显著提高,而后期微结构劣化引起的强度倒缩、耐久性差等问题同样不容忽视。此外,蒸汽(压)养护带来的高能耗同样对环境造成巨大影响。
针对以上难题,亟需发展新型高效早强剂,在满足早期脱模强度的同时后期强度能够持续发展,且对环境能耗负荷小。近年来,通过将人工合成的水化硅酸钙纳米颗粒作为晶核添加到水泥基材料中可以显著促进C-S-H凝胶的快速形成,水化放热温峰提前出现,早期累积放热温峰大幅提升,初凝时间和终凝时间显著缩短。然而,作为纳米级颗粒的水化硅酸钙晶核由于其比表面积大,易发生团聚,尺寸变大时易导致其晶核作用随着时间的延长而显著降低。目前解决以上问题的主要方式是使用聚羧酸减水剂作为分散剂。然而,单独使用聚羧酸减水剂时,水化硅酸钙晶核悬浮液的长期分散稳定性难以得到保证。因此研究一种能够解决长效分散稳定性问题并具有较好提高混凝土制品早期强度作用的早强剂具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,本发明第一方面的目的在于,提出一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液分散稳定时间长、耐储存,且能较好提高混凝土制品的早期强度和中后期强度,解决了现有技术中水化硅酸钙纳米晶核悬浮液长效分散稳定性的问题;本发明第二方面的目的在于,提出一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,该制备方法操作简单、反应条件温和。
为达到上述技术目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,所述反应原液和反应底液的质量比为1.57~5.24:1;
所述反应原液包括如下组分:可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐,所述可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐的摩尔比为0.2~1.8:1:0.01~0.5;
所述反应底液包括如下组分:聚羧酸减水剂;
所述分散稳定液包括如下组分:可溶性多糖;
所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和所述分散稳定液中可溶性多糖的质量比为100~10000:1。
第二方面,本发明提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
按照各原料的重量份备料;
将反应原液分别同步滴加到反应底液中,滴加完毕后,在5~60℃的碱性条件下搅拌反应,反应完毕后,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
将所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液在10~60℃下搅拌反应,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
1、本发明中提供的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液中加入的可溶性多糖为大分子链状结构,其通过静电作用和空间位阻效应与C-S-H表面的钙离子发生络合反应,形成类似于海绵状的相互交叉包围效果,能够起到稳定水化硅铝酸钙纳米晶核的乳化作用,从而解决水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的长期分散稳定性的问题;此外,在碱性条件下,可溶性铝盐电离出的Al-OH-,溶液中游离的钙离子能够吸附在Al-OH-上,利用C-S-H表面的双电层结构,聚羧酸减水剂中的羧基能够与这部分钙离子结合,从而提高了空间位阻作用,可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐在聚羧酸减水剂中反应,合成出来的水化硅铝酸钙纳米晶核的尺寸更细小;
2、本发明中提供的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液初始粒径细小,分散稳定时间长、耐储存,制备工艺及使用方法简单;
3、本发明中提供的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液对水泥基材料早期强度提升效果表现优异,且对水泥基材后期强度增强作用显著,不倒缩,满足混凝土服役强度和耐久性要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为1.57~5.24:1;
所述反应原液包括如下组分:可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐,可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐的摩尔比为0.2~1.8:1:0.01~0.5;
所述反应底液包括如下组分:聚羧酸减水剂;
所述分散稳定液包括如下组分:可溶性多糖;
所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和所述分散稳定液中可溶性多糖的质量比为100~10000:1。
在本发明的实施例中,可溶性钙盐为葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、碳酸氢钙、甲酸钙和乙酸钙中的至少一种;可溶性硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、氟硅酸钠和氟硅酸镁中的至少一种;可溶性铝盐为硝酸铝、铝酸钠、氟硅酸铝和氢氧化铝中的至少一种。
在本发明的实施例中,聚羧酸减水剂是以甲基丙烯酸为大单体主链,接枝45~200个环氧乙烷单元组成的,其中甲基丙烯酸与甲基丙烯酸酯的摩尔比为2~10:1,该聚羧酸减水剂的聚合物分散指数为1~5,聚羧酸减水剂的分子量为10000~200000。具体地,聚羧酸减水剂可以选用江苏苏博特新材料股份有限公司的(固含量50%),本领域技术人员也可以选择其他符合条件的聚羧酸减水剂。
在本发明的一些优选实施方式中,反应底液中还含有水,且反应底液中聚羧酸减水剂的质量分数为2~10%,以使可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐充分分散,并防止聚羧酸减水剂的量太多影响混凝土制品的早期强度。
在本发明的实施例中,为了能形成大分子网络结构,对水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液形成更好的相互交叉包围效果,起到稳定水化硅铝酸钙纳米晶核的乳化作用,可溶性多糖为耐碱性可溶性多糖,且其分子量为20000~2000000,粘度为6~100000mPa.s。更具体地,可溶性多糖为黄原胶、大豆多糖类、果胶、阿拉伯胶、微晶纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素中的至少一种。
在本发明的一些优选实施方式中,分散稳定液中还含有水,且分散稳定液中可溶性多糖的质量分数为0.01~20%,以将水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液调到合适的粘度。
本发明的实施例还提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)按照各原料的重量份备料;
(2)将反应原液分别同步滴加到反应底液中,滴加完毕后,在5~60℃的碱性条件下搅拌反应,反应完毕后,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
(3)将水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液在10~60℃下搅拌反应,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
在本发明的实施例中,步骤(2)中,将反应原液滴加到反应底液中,可以将反应原液中的可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐分别同步滴加到反应底液中,也可以先将可溶性钙盐和可溶性铝盐混合均匀得到反应原液I,将可溶性硅酸盐作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II分别同步滴加到反应底液中;为了能形成性能更稳定的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,在本发明的一些优选实施方式中,步骤(2)中,先将可溶性钙盐和可溶性铝盐混合均匀得到反应原液I,将可溶性硅酸盐作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II分别同步滴加到反应底液中。
在本发明的实施例中,步骤(2)中,两种反应原液的滴加速率为0.5~2mL/min。
在本发明的实施例中,步骤(2)中,为了制得分散性更好的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,在反应前将反应原液和反应底液用冰水浴冷却或油浴加热至5~60℃,并将聚羧酸减水剂在磁力搅拌速率为200~2000r/min下搅拌0.5~2h,以保证反应底液中的聚羧酸减水剂充分分散均匀。
在本发明的实施例中,步骤(2)中,为了制得初始粒径更细小的水化硅铝酸钙纳米晶核,反应原液和反应底液在pH值为10.5~13.5的条件下反应;为了使pH值更准确,在制备水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的过程中,用高精度(分辨率为0.01)的pH计实时记录pH值,并用质量分数为10~30wt.%的质子酸、氢氧化钠或氢氧化钾调节整个反应体系的pH值为10.5~13.5。
在本发明的实施例中,步骤(2)中,制备水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液时,在惰性气体保护下持续搅拌反应,搅拌反应时间为1~24h。
在本发明的实施例中,步骤(3)中,搅拌反应时间为0.5~6h。
在本发明的实施例中,步骤(2)和步骤(3)中,搅拌反应速率本领域技术人员可以根据实际情况确定,本发明对此不作进一步限定。
为了对本发明进行进一步详细说明,下面将结合具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;本发明中的实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均为市场购买所得,其中,聚羧酸减水剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的(固含量50%)。
实施例1:
本发明的实施例1提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为1.57:1;
反应原液包括如下组分20mL浓度为2mol/L的硝酸钙溶液、20mL浓度为0.02mol/L的硝酸铝溶液和20mL浓度为2mol/L的硅酸钠溶液;
反应底液包括如下组分:100mL质量分数为4%的聚羧酸减水剂水溶液;
分散稳定液包括如下组分:100mL质量分数为0.2%的果胶水溶液;
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液中果胶的质量比为850:1。
该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液采用如下方法制备得到:
(1)按重量份备料;
(2)先将硝酸钙溶液和硝酸铝溶液混合均匀得到反应原液I,将硅酸钠溶液作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II用实验室精密蠕动泵按照2mL/min的流速分别同步滴加到聚羧酸减水剂水溶液中,滴加完毕后,向混合液中加入氢氧化钠溶液将混合液的pH调至11,在氮气气氛保护下于常温(25℃)下持续搅拌反应24h,搅拌速率为600r/min,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
(3)将步骤(2)中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液与果胶水溶液混合均匀,并在20℃下搅拌反应2h,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
实施例2:
本发明的实施例2提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为3.24:1;
反应原液包括如下组分:20mL浓度为2mol/L的甲酸钙溶液、20mL浓度为0.06mol/L的硝酸铝溶液和20mL浓度为2mol/L的氟硅酸钠溶液;
反应底液包括如下组分:100mL质量分数为4%的聚羧酸减水剂水溶液;
分散稳定液包括如下组分:100mL质量分数为0.3%的大豆多糖水溶液;
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液中大豆多糖的质量比为650:1。
该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液采用如下方法制备得到:
(1)按重量份备料;
(2)先将甲酸钙溶液和硝酸铝溶液混合均匀得到反应原液I,将氟硅酸钠溶液作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II用实验室精密蠕动泵按照2mL/min的流速分别同步滴加到聚羧酸减水剂水溶液中,滴加完毕后,向混合液中加入氢氧化钠溶液将混合液的pH调至11,在氮气气氛保护下于常温(25℃)下持续搅拌反应24h,搅拌速率为600r/min,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
(3)将步骤(2)中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液与大豆多糖水溶液混合均匀,并在20℃下搅拌反应2h,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
实施例3:
本发明的实施例3提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为3.07:1;
反应原液包括如下组分:20mL浓度为2mol/L的乙酸钙溶液、20mL浓度为0.1mol/L的硝酸铝溶液和20mL浓度为2mol/L的氟硅酸镁溶液;
反应底液包括如下组分:100mL质量分数为4%的聚羧酸减水剂水溶液;
分散稳定液包括如下组分:100mL质量分数为0.02%的黄原胶水溶液;
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液中黄原胶的质量比为1200:1。
该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液采用如下方法制备得到:
(1)按重量份备料;
(2)先将乙酸钙溶液和硝酸铝溶液混合均匀得到反应原液I,将氟硅酸镁溶液作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II用实验室精密蠕动泵按照2mL/min的流速分别同步滴加到聚羧酸减水剂水溶液中,滴加完毕后,向混合液中加入氢氧化钠溶液将混合液的pH调至11,在氮气气氛保护下于30℃下持续搅拌反应20h,搅拌速率为600r/min,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
(3)将步骤(2)中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液与黄原胶水溶液混合均匀,并在20℃下搅拌反应2h,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
实施例4:
本发明的实施例4提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为3.35:1;
反应原液包括如下组分:20mL浓度为2mol/L的乙酸钙溶液、20mL浓度为0.1mol/L的硝酸铝溶液和20mL浓度为2mol/L的氟硅酸镁溶液;
反应底液包括如下组分:100mL质量分数为4%的聚羧酸减水剂水溶液;
分散稳定液包括如下组分:100mL质量分数为0.2%的羟丙基甲基纤维素水溶液;
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液中羟丙基甲基纤维素的质量比为400:1。
该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液采用如下方法制备得到:
(1)按重量份备料;
(2)先将乙酸钙溶液和硝酸铝溶液混合均匀得到反应原液I,将氟硅酸镁溶液作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II用实验室精密蠕动泵按照0.5mL/min的流速分别同步滴加到聚羧酸减水剂水溶液中,滴加完毕后,向混合液中加入氢氧化钠溶液将混合液的pH调至10.5,在氮气气氛保护下于20℃下持续搅拌反应24h,搅拌速率为600r/min,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
(3)将步骤(2)中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液与羟丙基甲基纤维素水溶液混合均匀,并在30℃下搅拌反应1h,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
实施例5:
本发明的实施例5提供了一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,反应原液和反应底液的质量比为3.35:1;
反应原液包括如下组分:20mL浓度为2mol/L的乙酸钙溶液、20mL浓度为0.1mol/L的硝酸铝溶液和20mL浓度为2mol/L的氟硅酸镁溶液;
反应底液包括如下组分:100mL质量分数为4%的聚羧酸减水剂水溶液;
分散稳定液包括如下组分:100mL质量分数为0.3%的微晶纤维素水溶液;
水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液中微晶纤维素的质量比为500:1。
该多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液采用如下方法制备得到:
(1)按重量份备料;
(2)先将乙酸钙溶液和硝酸铝溶液混合均匀得到反应原液I,将氟硅酸镁溶液作为反应原液II,再将反应原液I和反应原液II用实验室精密蠕动泵按照1mL/min的流速分别同步滴加到聚羧酸减水剂水溶液中,滴加完毕后,向混合液中加入氢氧化钠溶液将混合液的pH调至13.5,在氮气气氛保护下于60℃下持续搅拌反应2h,搅拌速率为600r/min,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
(3)将步骤(2)中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液与微晶纤维素水溶液混合均匀,并在60℃下搅拌反应0.5h,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
按照如表1所示的砂浆配合比,依次向砂浆中加入实施例1~5中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液按照胶凝材料总质量的1.0%加入,所用水泥为华新P.I 52.5硅酸盐水泥;按照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》标准测试砂浆抗压强度。得到如表2~4所示的结果,其中,表2为改性前后水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液粒径分布随时间的变化发展,表3为改性前后水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的Zeta电位经时变化发展,表4为改性前后水化硅铝酸钙晶核悬浮液直接用于砂浆强度发展。表2~4中,空白组为仅仅加入砂浆的试验组,改性前为实施例1步骤(2)中制得的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液(即未加分散稳定液),改性1组为实施例1中最终制得的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,改性2组为实施例2中最终制得的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,改性3组为实施例3中最终制得的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,改性4组为实施例4中最终制得的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,改性5组为实施例5中最终制得的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
表1砂浆配合比
表2改性前后水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的粒径分布经时变化(nm)
表3改性前后水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的Zeta电位经时变化(mV)
表4掺入改性前后的水化硅铝酸钙晶核悬浮液的砂浆抗压强度(MPa)
各组砂浆初始流动度通过江苏苏博特新材料股份有限公司生产的(固含量50%)的高效减水剂来调控。由表2可以看出,利用可溶性多糖溶液作为分散稳定液能够有效调控水化硅铝酸钙纳米晶核的分散稳定性,与未经改性的水化硅铝酸钙纳米晶核7天时的粒径分布已经接近1000nm相比,改性后的水化硅铝酸钙纳米晶核平均粒径在90天时仍然能够控制在1000nm以内。由表3可知,经过改性后的水化硅铝酸钙晶核悬浮液初始电位显著高于空白组且其绝对值都大于30mV,显示出了极强的分散稳定性,经时演变过程中电位损失也更为缓慢。此外,由表4可以看出,与空白组砂浆相比,改性前的水化硅铝酸钙纳米晶核对砂浆早期(12h以内)的抗压强度提升较弱,且对7天以后的抗压强度无明显促进作用,然而,经过多糖改性后的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液对早期(1天以内)的抗压强度提升效果显著,在12h时已经能够超过20MPa,能够满足脱模强度要求。在中后期,改性后的晶核悬浮液对砂浆抗压强度依然保持了一定的增幅,这对于混凝土材料服役期间是极为有益的。表2和表3中的结果说明本发明提供的多糖改性后的水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液分散稳定时间长、耐储存,且对水泥基材料早期强度以及中后期强度提升效果显著。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其特征在于,其包括水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液,其中:
所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液由反应原液和反应底液制备得到,所述反应原液和反应底液的质量比为1 .57~5.24:1;
所述反应原液包括如下组分:可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐,所述可溶性钙盐、可溶性硅酸盐与可溶性铝盐的摩尔比为0 .2~1 .8:1:0 .01~0 .5;
所述反应底液包括如下组分:聚羧酸减水剂;
所述分散稳定液包括如下组分:可溶性多糖;
所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和所述分散稳定液中可溶性多糖的质量比为100~10000:1;
所述反应底液和分散稳定液中还含有水,且所述反应底液中聚羧酸减水剂的质量分数为2~10%;所述分散稳定液中可溶性多糖的质量分数为0 .01~20%。
2.根据权利要求1所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其特征在于,所述可溶性钙盐为葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、碳酸氢钙、甲酸钙和乙酸钙中的至少一种;所述可溶性硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、氟硅酸钠和氟硅酸镁中的至少一种;所述可溶性铝盐为硝酸铝、铝酸钠、氟硅酸铝和氢氧化铝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其特征在于,所述聚羧酸减水剂是以甲基丙烯酸为大单体主链,接枝45~200个环氧乙烷单元组成的,其中甲基丙烯酸与甲基丙烯酸酯的摩尔比为2~10:1,所述聚羧酸减水剂的聚合物分散指数为1~5,聚羧酸减水剂的分子量为10000~200000。
4.根据权利要求1所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其特征在于,所述可溶性多糖为耐碱性可溶性多糖,且其分子量为20000~2000000,粘度为6~100000mPa .s。
5.根据权利要求4所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液,其特征在于,所述可溶性多糖为黄原胶、大豆多糖类、果胶、阿拉伯胶、微晶纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素中的至少一种。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
按照各原料的重量份备料;
将反应原液分别同步滴加到反应底液中,滴加完毕后,在5~60℃的碱性条件下搅拌反应,反应完毕后,得到水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液;
将所述水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液和分散稳定液在10~60℃下搅拌反应,得到多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液。
7.根据权利要求6所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,其特征在于,所述反应原液滴加到反应底液中时,先将可溶性钙盐和可溶性铝盐混合均匀得到反应原液I,将可溶性硅酸盐作为反应原液II,再将所述反应原液I和反应原液II分别同步滴加到反应底液中。
8.根据权利要求6所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,其特征在于,所述反应原液和反应底液在pH值为10 .5~13 .5的条件下反应。
9.根据权利要求6所述的多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液的制备方法,其特征在于,制备水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液时,在惰性气体保护下持续搅拌反应,搅拌反应时间为1~24h;制备多糖改性水化硅铝酸钙纳米晶核悬浮液时,搅拌反应时间为0 .5~6h。
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