CN112299466A - 一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法 - Google Patents

一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112299466A
CN112299466A CN202011416384.7A CN202011416384A CN112299466A CN 112299466 A CN112299466 A CN 112299466A CN 202011416384 A CN202011416384 A CN 202011416384A CN 112299466 A CN112299466 A CN 112299466A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sodium
calcium carbonate
nano calcium
cement mortar
control agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011416384.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112299466B (zh
Inventor
赵小英
敖志良
廖劲松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Huaming Nano Calcium Carbonate Co ltd
Original Assignee
Jiangxi Huaming Nano Calcium Carbonate Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Huaming Nano Calcium Carbonate Co ltd filed Critical Jiangxi Huaming Nano Calcium Carbonate Co ltd
Priority to CN202011416384.7A priority Critical patent/CN112299466B/zh
Publication of CN112299466A publication Critical patent/CN112299466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112299466B publication Critical patent/CN112299466B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/182—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/185—After-treatment, e.g. grinding, purification, conversion of crystal morphology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/26—Carbonates
    • C04B14/28—Carbonates of calcium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

本发明一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的制备方法采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和硫酸钠的混合物为晶型控制剂，聚羧酸钠和马来松香为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得水泥沙浆用纳米碳酸钙，其中：晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1，改性剂聚羧酸钠和马来松香的质量比为3∶2。本发明制备纳米活性碳酸比表面积大，粒径小，不易团聚，在水泥混凝土浆料中分散性好，微骨料效应明显，能明显改善界面性能，提高水泥混凝土的流动性、力学性能及耐久性，缩短凝结时间。

Description

一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法
所属领域
本发明涉及一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法，具体属于纳米碳酸钙制备技术领域。
背景技术
纳米材料颗粒细小，分散于水泥砂浆中间，可以改善微颗粒级配，减少堆积空隙，强化微骨料效应，在相同水胶比下，有助于提升混凝土的工作性能。目前纳米材料在水泥混凝土中的应用研究较多是纳米SiO2，而对纳米CaCO3的研究相对较少。纳米CaCO3是目前最廉价的纳米材料之一，其价格仅为纳米SiO2的1/10 左右，较纳米SiO2具有更大的成本优势。纳米碳酸钙掺入混凝土胶凝材料体系中，包裹在水泥颗粒之间，能起到了“滚珠” 作用，增加了混凝土的流动性，而且纳米碳酸钙能将浆料空隙中填充的水置换出来，增加了混凝土体系中的自由水，起到了减水作用。另外，纳米碳酸钙的掺入，还能改善浆料的颗粒级配，填充在水泥颗粒之间的空隙中，从而提高混凝土的强度，降低混凝土的压折比，增强混凝土的韧性，另外还具有抗硫酸盐或氯盐腐蚀性能，有助于混凝土耐久性的提高。然而由于纳米碳酸钙颗粒细，其比表面能大，很容易团聚，如在水泥混凝土中加入纳米碳酸钙，不但不会改善水泥混凝土浆料的流动性，反而会因其粉体的团聚，而降低水泥混凝土的流动性，影响其力学性能及耐久性。因此在制备纳米级的碳酸钙的同时，还要使纳米碳酸钙在水泥混凝土浆料中有较好的分散性，有必需通过适度的表面改性，使纳米碳酸钙的表面能得以降低，强化其在水泥混凝土浆料中的分散性，提高强化微骨料效应。
发明内容
本发明针对水泥沙浆用纳米碳酸钙的现状，提出一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法，通过颗粒粒径控制和表面改性, 使碳酸钙颗粒粒径分布集中，具有较高的透明度、分散性和流动性。
本发明一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，聚羧酸钠和马来松香为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得水泥沙浆用纳米碳酸钙，具体过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化18-24h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至10%~20%、温度至20~35℃后，加入Ca(OH)2质量的0.5%～1.5％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为20%～40%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为6.5～7碳化终点，得到质量浓度为10%～20％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达65~85℃后加入Ca(OH)2质量的5%～7％的聚羧酸钠和马来松香改性剂，调节pH值为7～9，搅拌改性60～90min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得粒径为30~40nm的水泥沙浆用纳米碳酸钙；所述的晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1，改性剂聚羧酸钠和马来松香的质量比为3∶2。
本发明的有益效果：
本发明采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，聚羧酸钠和马来松香为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得粒径30~40nm的水泥沙浆用纳米碳酸钙。本发明制备纳米碳酸钙比表面积大，粒径小，不易团聚，在水泥混凝土浆料中分散性好，微骨料效应明显，能明显提高水泥混凝土的流动性、力学性能及耐久性。
具体实施方式
实施例1
采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，聚羧酸钠和马来松香为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得水泥沙浆用纳米碳酸钙，具体过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化20h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至15%、温度至25℃后，加入Ca(OH)2质量的1.0％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为40%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为6.5碳化终点，得到质量浓度为15％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达75℃后加入Ca(OH)2质量的5%的聚羧酸钠改性剂，调节pH值为7，搅拌改性60min；得到纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得水泥沙浆用纳米碳酸钙，BET36.53。所述的晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1，改性剂聚羧酸钠和马来松香的质量比为3∶2。
实施例2
水泥沙浆用纳米碳酸钙制备具体过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化20h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至12%、温度至30℃后，加入Ca(OH)2质量的1.2％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为35%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为7碳化终点，得到质量浓度为12％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达70℃后加入Ca(OH)2质量的5％的聚羧酸钠改性剂，调节pH值为7，搅拌改性60min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得水泥沙浆用纳米碳酸钙，BET30.02。所述的晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1，改性剂聚羧酸钠和马来松香的质量比为3∶2。
实施例3
按质量份数计算，水泥70份、砂子150份、石子200份和适量的水搅拌混合均匀后，再加入实施例1的水泥沙浆用纳米碳酸钙5份、1份聚羧酸减水剂和适量的水的混合液，搅拌混合均匀后倒入模具中，震动水泥混凝土密实后，水泥凝结时间从30分钟缩短到25分钟，经24h固化后拆开模板，再养护72h进行测试。测试结果为：抗压强度25.32MPa，增加了28.7%；劈裂强度1.95MPa，增加了89.7%。

Claims (1)

1.一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的制备方法采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，聚羧酸钠和马来松香为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得水泥沙浆用纳米碳酸钙，具体过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化18-24h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至10%~20%、温度至20~35℃后，加入Ca(OH)2质量的0.5%～1.5％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为20%～40%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为6.5～7碳化终点，得到质量浓度为10%～20％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达65~85℃后加入Ca(OH)2质量的3%～7％的聚羧酸钠和马来松香改性剂，调节pH值为7～9，搅拌改性60～90min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得粒径为30~40nm的水泥沙浆用纳米碳酸钙；所述的晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1，改性剂聚羧酸钠和马来松香的质量比为3∶2。
CN202011416384.7A 2020-12-07 2020-12-07 一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法 Active CN112299466B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011416384.7A CN112299466B (zh) 2020-12-07 2020-12-07 一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011416384.7A CN112299466B (zh) 2020-12-07 2020-12-07 一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112299466A true CN112299466A (zh) 2021-02-02
CN112299466B CN112299466B (zh) 2022-10-11

Family

ID=74487124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011416384.7A Active CN112299466B (zh) 2020-12-07 2020-12-07 一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112299466B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101234776A (zh) * 2007-10-31 2008-08-06 汤建新 一种制备纳米碳酸钙的方法
CN108439450A (zh) * 2018-06-21 2018-08-24 安徽雪城超细碳酸钙有限公司 一种建筑用纳米碳酸钙的制备方法
CN108947290A (zh) * 2018-07-20 2018-12-07 东南大学 利用高分散性纳米二氧化硅改善水泥基材料孔结构的方法
CN109111762A (zh) * 2018-10-09 2019-01-01 河南骏化发展股份有限公司 一种油墨用改性纳米碳酸钙的制备方法
CN109250941A (zh) * 2018-09-07 2019-01-22 青岛颢天绿色建筑科技有限公司 一种再生骨料混凝土专用复合外加剂
US20190135700A1 (en) * 2017-11-09 2019-05-09 University Of Jinan Micro-nano Composite Hollow Structured Nanometer Material-modified High-durability Concrete Material and Preparation Method Thereof
CN109970088A (zh) * 2019-03-06 2019-07-05 江西华明纳米碳酸钙有限公司 高端pe吹膜专用纳米碳酸钙的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101234776A (zh) * 2007-10-31 2008-08-06 汤建新 一种制备纳米碳酸钙的方法
US20190135700A1 (en) * 2017-11-09 2019-05-09 University Of Jinan Micro-nano Composite Hollow Structured Nanometer Material-modified High-durability Concrete Material and Preparation Method Thereof
CN108439450A (zh) * 2018-06-21 2018-08-24 安徽雪城超细碳酸钙有限公司 一种建筑用纳米碳酸钙的制备方法
CN108947290A (zh) * 2018-07-20 2018-12-07 东南大学 利用高分散性纳米二氧化硅改善水泥基材料孔结构的方法
CN109250941A (zh) * 2018-09-07 2019-01-22 青岛颢天绿色建筑科技有限公司 一种再生骨料混凝土专用复合外加剂
CN109111762A (zh) * 2018-10-09 2019-01-01 河南骏化发展股份有限公司 一种油墨用改性纳米碳酸钙的制备方法
CN109970088A (zh) * 2019-03-06 2019-07-05 江西华明纳米碳酸钙有限公司 高端pe吹膜专用纳米碳酸钙的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112299466B (zh) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106747128B (zh) 一种大流态高强无收缩灌浆料及其制备方法
CN112794666B (zh) 一种铁尾矿免烧陶粒及其制备方法
CN109231904B (zh) 一种早强型自密实混凝土及其制备方法
CN110526631A (zh) 用于固化铬渣的粉煤灰基地聚合物材料及其制备方法
CN102173684A (zh) 隧道弃渣与大掺量矿物掺合料制备的混凝土以及制备方法
CN108373284A (zh) 透水混凝土改善剂及其制备方法
CN113060996A (zh) 一种掺煤气化灰渣混凝土及其制备方法
CN108516774A (zh) 一种高强韧性混凝土及其制备方法
CN109384442A (zh) 一种水泥结合透水路面砖及其制备方法
CN109626904A (zh) 一种高强度混凝土及其制备工艺
CN116023098A (zh) 一种低碳高耐久混凝土
CN108455936A (zh) 一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法
CN109293289B (zh) 混凝土浮浆回收利用制备同等强度混凝土的方法
CN112299466B (zh) 一种水泥沙浆用纳米碳酸钙的制备方法
CN116143483B (zh) 一种水泥基灌浆料的制备方法
CN115010455B (zh) 一种高性能全固废混凝土及其制备方法
JP2019014617A (ja) ジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体
CN116425461A (zh) 一种改良淤泥软土性能的韧性地聚物固化材料及制备方法
CN116496040A (zh) 一种自密实混凝土及其制备方法
CN114477873B (zh) 一种再生骨料自密实混凝土及其制备方法
CN109748556A (zh) 一种抗离析重混凝土及其制备方法
CN104844051A (zh) 一种水泥助磨剂及其制备方法
CN108409208A (zh) 添加微纳米储热胶囊的低温升大体积混凝土的制备方法
CN109265114A (zh) 一种高强度路面砖及其制备方法
CN108530015A (zh) 一种利用铝土矿尾矿制造的蒸养砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant