[发明专利]含亚微米级植硅体硅粉的水泥增强剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种含亚微米级植硅体硅粉的水泥增强剂、制备方法及其应用，水泥增强剂按重量份数计，包含以下原料：植硅体硅粉30‑40份、超细玻璃纤维30‑40份、铝酸钙粉20‑40份和黄糊精10‑15份。本发明的所得的植硅体硅矿粉为亚微米级SiO₂，不仅填补了混凝土中砂的颗粒粒度分布，还填补了该颗粒级别的增强剂的空缺。因其粒度的填补使水泥与砂之间的连接更加致密，从而使其在力学性能抗折强度和抗压强度有较为明显的提升。该水泥增强剂只需要添加相对于水泥制品重量的5‑10％，养护28天，抗折与抗压强度约提升12‑20％。所需要添加的量相对于其他的增强剂来说制备和使用过程相对简单，并且为今后的水泥增强剂提供了一种新的资源。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域领域，特别是一种含亚微米级植硅体硅粉的水泥增强剂、制备方法及其应用。

背景技术

大自然给予人类的SiO₂资源的粒度多在5微米以上，其中5μm-100μm为粉石英矿。天然SiO₂资源的粒度远不能满足国民经济需求更细的要求，于是通过物理加工方式可将SiO₂粒度粉碎到1μm，或通过化学加工方式可将SiO₂粒度合成为100nm以下，而100nm-1μm之间的SiO₂粒度通过人工制备成本较高，从性价比角度分析，100nm-1μm之间粒度的SiO₂在市场上基本属于缺失范围。但江西丰城县大型植硅体矿(SiO₂矿)的发现，填补了人类在SiO₂粒度300nm-5μm范围，形成完整SiO₂粒度工业用序列。植硅体是指高等植物的根系在吸收地下水的同时，吸收了一定量的可溶性二氧化硅，这些二氧化硅经过植物的输导组织输送到了茎、叶、花、果实等处，而后在植物细胞间和细胞内沉淀下来，形成非晶质含有机质二氧化硅颗粒。

水泥是我国目前主要的建筑材料之一，我国经济迅速发展的过程中，水泥用量和质量要求不断提高。为了满足中国经济的高速发展,以及建筑超高、超强性和水泥构件高效生产的需要，对水泥基材料性能强度的发展提出了越来越高的要求。中国目前基础设施建设快马加鞭目前建筑业的发展迅速，由于对特种性水泥的质量不断提高，水泥增强剂的发展迫在眉睫。水泥增强剂是一种节约资源，降低水泥成本，提高水泥性能的一种必要的技术手段。目前一些水泥增强剂有无机物和有机物，如石墨烯，硅藻土和三乙醇胺等，存在制备工艺复杂，成本相对较高，且在提高水泥强度的同时，会带来一些消极副作用。水泥水化过程中产生的硅酸盐是产生水泥固化强度的主要原因，同时会形成大量Ca(OH)₂，而植硅体中富含SiO₂和石英纤维均会和Ca(OH)₂反应，形成硅酸钙，并经过加工处理可以得到纳米级高纯度的SiO₂。

亚微米级SiO₂具有粒径小、比表面积大、表面吸附能力强、表面能大、分散性能好等特点，广泛用于生产特殊功能的新型建筑材料，但是天然SiO₂资源的粒度远不能满足国民经济需求，于是通过物理加工方式可将SiO₂粒度粉碎到1μm，通过化学加工方式可将SiO₂粒度合成为300nm以下，而300nm-5μm之间的SiO₂粒度通过人工方式成本较高，从性价比角度分析，300nm-5μm之间粒度的SiO₂在市场上基本属于缺失范围。所以如何得到性价比较高的300nm-5μm之间粒度的SiO₂并用于水泥增强剂领域是本发明重要创新点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含亚微米级植硅体硅粉的水泥增强剂、制备方法及其应用，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一方面，本发明提供了一种含亚微米级植硅体硅粉的水泥增强剂，按重量份数计，包含以下原料：植硅体硅粉30-40份、超细玻璃纤维30-40份、铝酸钙粉20-40份和黄糊精10-15份。