[发明专利]一种高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂及其制备方法，所述氯离子固化剂制备方法如下：1)将明胶和水加入三口烧瓶中，加热搅拌得到明胶胶体；2)将钙铝基固氯材料、N‑马来酰化明胶型聚羧酸减水剂和水加入湿磨机进行一次湿磨，然后加入明胶胶体进行二次湿磨，将所得湿磨产物冷却得到凝胶，然后真空冷冻干燥，再研磨过筛得到高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂。本发明提供的氯离子固化剂能够增加明胶在氯离子固化材料表面的空间位点，显著提升氯离子固化材料的分散性，解决现有氯离子固化剂胶囊包覆技术中常见的团聚问题，作为水泥基材料外加剂使用时具有高效稳定的工作优势，早期工作性能更加稳定，后期氯离子固化能力提升更为显著。

技术领域

本发明属于使用无机材料作为有效成分的混凝土技术领域，具体涉及一种高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂及其制备方法。

背景技术

随着海洋工程建设逐步发展，全球建设用砂资源短缺问题日益凸显。沿海丰富的海砂资源成为众多学者关注的焦点，若能够大规模开发利用，将显著减少海工用砂运输成本，有效缓解内陆河砂资源短缺压力。然而海砂中含有过量的氯离子，作为骨料应用于钢筋混凝土中，将会加剧钢筋电化学腐蚀反应，引起钢筋锈蚀，混凝土结构被破坏。

目前，针对此问题，相关学者提出了通过钢筋混凝土自身硬化浆体作用实现的自由氯离子固化技术，因其实施便利，成效显著被视为降低钢筋锈蚀风险的最有效手段之一。氯离子固化包括物理固化和化学固化两种方式。其中化学固化是实现氯离子固化最为有效稳定的方式，此方式主要利用化学反应形成Friedel’s盐 ([Ca₂Al(OH)₆·2H₂O]₂·Cl₂·4H₂O)。近年来，国内外学者从硅酸盐水泥、矿物掺合料和化学外加剂等方面对其进行了系统研究。这些氯离子固化剂常增加铝酸盐相含量提升对氯离子化学固化能力，实现自由氯离子的固化。例如C₃A(3CaO·Al₂O₃) 等在水化过程中能够直接与氯离子反应，生成Friedel’s盐，作为外加剂使用具有优异的氯离子固化能力。然而，C₃A作为外加剂使用时，早期会与水泥中石膏发生反应生成钙矾石，石膏的消耗将会缩短凝结时间，影响水泥工作性能。基于工作性相关难题，相关学者提出了使用胶囊(如海藻酸钠)包覆氯离子固化剂的方法，通过胶囊后期吸水后缓慢发挥固氯作用的方式，避免了早期消耗大量石膏，实现缓释固化氯离子的目的。

然而，目前现有胶囊型氯离子固化剂在分散性方面仍存在一些问题。例如氯离子固化剂在使用海藻酸钠溶液进行胶囊包覆制备时，海藻酸钠与钙离子发生反应生成海藻酸钙凝胶，硬化的海藻酸钙凝胶极易导致氯离子固化剂发生团聚，氯离子固化剂分散性降低，显著影响氯离子固化剂胶囊包覆的可靠性。氯离子固化剂分散性降低，一方面将导致固化剂中铝相活性不足，氯离子固化能力降低，另一方面由于表面包覆存在缺陷，导致缓释固化能力不足，从而影响混凝土凝结时间等工作性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂及其制备方法，能够使包覆材料在固化剂表面分布更加均匀，解决现有胶囊型氯离子固化剂制备中容易团聚导致包覆效果不佳的问题，具有更加优异的缓释固化氯离子的能力。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂，其制备方法步骤如下：

1)将明胶和水加入三口烧瓶中，加热搅拌得到明胶胶体；

2)将钙铝基固氯材料、N-马来酰化明胶型聚羧酸减水剂和水加入湿磨机进行一次湿磨，然后加入步骤1)所得的明胶胶体进行二次湿磨，将所得湿磨产物冷却得到凝胶，然后真空冷冻干燥，再研磨过筛得到高分散性缓释型钙铝基氯离子固化剂。

按上述方案，步骤1)所述明胶与水的质量比为1：5～10。