[发明专利]一种氢氧化铝纳米浆料作为早强剂在水泥基材料中的应用及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氢氧化铝纳米浆料的制备方法及作为早强剂在水泥基材料中的应用，属于建筑材料领域。该制备方法为采用水或有机溶剂作为溶剂，分别溶解铝盐和氨水，配制铝盐溶液和氨水溶液；然后将两种溶液同时倒入全返混爆式成核反应器中反应；反应完毕后将得到的液体倒入反应釜中，高温条件下反应；反应结束后离心洗涤至中性，制得氢氧化铝纳米浆料。本发明制备氢氧化铝纳米浆料应用在水泥基材料中，可以在大水灰比条件下，显著提高水泥的抗压强度，解决了现有硫铝酸盐水泥在大水灰比条件下抗压强度不能满足要求的问题。

技术领域

本发明涉及一种氢氧化铝纳米浆料作为早强剂在水泥基材料中的应用及其制备方法，属于建筑材料领域。

背景技术

硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成主要包括无水硫铝酸钙(C4A3S)、硅酸二钙(β-C2S)、铁铝酸四钙(C4AF)等矿物。硫铝酸盐水泥具有很多优异的性能，如低温水化性能和较好的抗腐蚀性能等。水泥基材料用于修复加固应用时的水灰比范围为0.5～1.5，大水灰比条件下，硫铝酸盐水泥基材料的抗压强度不能满足要求。

近年来，越来越多的学者将具有纳米结构的材料应用于建筑领域来提高诸如强度、耐久性等方面的性能。例如，李伟，朱浮声，王晓初等.纳米混凝土的制备及其干缩性能研究[J].东北大学学报(自然科学版),2017,38(8):1173-1177.在力学性能试验中掺入1.0％纳米SiO₂，试件的抗压强度出现较大幅度上涨的情况；在添加1.5％纳米CaCO₃时，抗压强度也出现了大幅度上升的情况。

氢氧化铝为硫铝酸盐水泥的水化产物之一，理论上将纳米氢氧化铝作为晶种材料促进硫铝酸盐水泥的水化，具有较好的效果。

经过查阅资料和文献知，目前尚无相关关于氢氧化铝纳米材料作为早强剂在硫铝酸盐水泥基材料中的应用及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢氧化铝纳米材料作为早强剂在水泥基材料中的应用及其制备方法。本发明制备氢氧化铝纳米浆料应用在水泥基材料中，可以在大水灰比条件下，显著提高水泥的抗压强度，解决了现有硫铝酸盐水泥在大水灰比条件下抗压强度不能满足要求的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氢氧化铝纳米浆料的制备方法，首先用水或有机溶剂作为溶剂，分别溶解铝盐和氨水，配制铝盐溶液和氨水溶液；然后将两种溶液同时倒入全返混爆式成核反应器中反应；反应完毕后将得到的液体倒入反应釜中，在110～200℃下反应2～72h；反应结束后离心洗涤至中性，制得氢氧化铝纳米浆料。

优选的，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、乙醇水溶液、异丙酮水溶液、丁醇水溶液、丙酮水溶液中的其中一种。

优选的，所述铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、明矾中的其中一种。

优选的，所述铝盐溶液浓度为0.01～20mol/L，氨水溶液浓度为0.02～15mol/L，两者等体积混合。

优选的，所述铝盐溶液浓度为0.2mol/L，氨水溶液浓度为2mol/L～5mol/L，两者等体积混合。

优选的，所用氨水的质量分数为25％～28％。

优选的，所述铝盐和氨水两种溶液在全返混爆式成核反应器中反应2～3min。

优选的，所述反应釜在120～160℃下反应。

按照上述的制备方法制备的氢氧化铝纳米浆料。

上述制备方法制备的氢氧化铝纳米浆料作为早强剂在水泥基材料中的应用。

优选的，按硫铝酸盐水泥的0.1％～10％添加上述制备的氢氧化铝纳米浆料，并将氢氧化铝纳米浆料经100W功率下超声分散5min后分散在萘系减水剂溶液中。