[发明专利]一种稳定性高且早强效果好的纳米硅酸钙悬浮液制备方法

说明书

本发明公开了一种稳定性高且早强效果好的纳米硅酸钙悬浮液制备方法，以聚醚大单体、不饱和醇、水、氧化剂为原料配制成打底液A；以不饱和羧酸、不饱和酰胺、水为原料配制成滴加液A；以还原剂、链转移剂、水为原料配制成滴加液B；将滴加液A和滴加液B和打底液A配制成专用分散剂成品；将专用分散剂水溶液作为打底液B，以可溶性钙水溶液为滴加液C，以可溶性硅酸盐水溶液为滴加液D，将滴加液C和滴加液D和打底液B配制成纳米硅酸钙悬浮液。本发明使用不饱和醇、不饱和酰胺等作为共聚单体，在分散剂的分子结构中引入羟基和胺基，羟基氢或者胺基氢能够与硅原子形成氢键，进而提高纳米硅酸钙悬浮液的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种纳米硅酸钙悬浮液的制备方法，具体为一种稳定性高且早强效果好的纳米硅酸钙悬浮液制备方法，属于混凝土外加剂应用领域。

背景技术

预制构件和管桩等预制混凝土产品，具有施工方便、降低粉尘污染等方面的优势，在高层建筑、高铁、高速公路、大桥等公用或者民用建筑领域得到大规模的推广应用。这类预制混凝土产品在混凝土成型后的脱模时间较短，对混凝土的早期强度要求很高，无机盐类早强剂、早强减水剂等对具有早强效果的添加剂无法满足预制混凝土制品对脱模时间的要求，生产企业一般将预制混凝土制品成型后转入蒸汽养护池进行高温养护，加速水泥等胶材的水化速率，缩短预制混凝土制品的脱模时间。

随着国内产业政策对节能减排要求的提高，以及煤炭、电力、燃油等动力能源的价格提升，预制混凝土制品行业亟需开发无需蒸汽养护的生产工艺，纳米硅酸钙(又称为C-S-H凝胶)是解决混凝土制品养护技术的突破之一。

张朝阳等(纳米C-S-H对水泥水化、硬化浆体孔结构及混凝土强度的影响[J],2019,47(5),585-593)报道了一种纳米C-S-H凝胶的合成方法并，以聚羧酸减水剂为沉淀模板和稳定剂，以四水硝酸钙水溶液和硅酸钠水溶液为滴加液，制备出固含为10％的C-S-H凝胶悬浮液，对于24h以内的水泥水化过程具有明显的促进作用。

专利CN110330257B报道了一种C-S-H凝胶纳米晶核早强剂的制备方法，使用硅酸三钙、碳酸钠、聚羧酸减水剂、聚丙烯酸钠、水为原料制成悬浮液，掺量为胶材的2％～4％，1d抗压强度增长170％～300％。

专利CN107311504A报道了一种提升水泥基材料强度的外加剂的制备方法，以纳米二氧化硅与丙烯酸类单体聚合物、可溶性钙盐、可溶性硅酸盐等作为滴加液组分，分别滴加至反应体系合成，以纳米二氧化硅为载体，负载水化纳米硅酸钙凝胶，得到水化硅酸钙-纳米二氧化硅型复合水泥外加剂，显著提升水泥材料的早期和后期抗压强度。

专利CN112830710A报道了一种偶联剂改性纳米水化硅酸钙晶核早强剂的制备方法，以可溶性钙盐、可溶性硅盐、分散剂、偶联剂为原料，合成质量分数为5％～30％的水化C-S-H凝胶悬浮液。具有促进水泥水化、缩短凝结时间、提升混凝土早期强度。

上述专利和文献报道的纳米硅酸钙合成过程普遍采用聚羧酸减水剂作为分散剂，制得的纳米硅酸钙悬浮液作为早强剂应用于水泥基材料中，能够显著促进水泥的水化，提高水泥基材料的早期强度。然而对于如何防止纳米硅酸钙从悬浮液中聚集沉淀研究较少，主要使用聚丙烯酸钠或者偶联剂等作为悬浮液的稳定剂，存在缓凝和成本偏高的问题，而且导致纳米硅酸钙的生产过程复杂化。

发明内容

本发明的目的就在于专门开发一种能够有效地分散并保证悬浮液稳定的分散剂的制备方法，并将其应用于纳米硅酸钙悬浮液的合成，简化纳米硅酸钙悬浮液的合成过程、保证纳米硅酸钙的早强效果。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种稳定性高且早强效果好的纳米硅酸钙悬浮液制备方法，包括以下步骤，