[发明专利]一种纳米改性水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥及其制备方法，尤其是涉及一种纳米水泥及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

水泥在建筑中是重要的材料之一，而水泥自身的物理特性决定其存在以下问题：由于水泥在固化过程中的收缩，使得水泥中存在大量的空隙、裂隙、裂纹等缺陷，从而造成建筑过程中胶结强度低，而水泥的抗拉强度、韧性和抗裂能力也不足，无法满足质量要求。

鉴于水泥的上述问题，利用纳米材料对水泥进行改性成为目前研究的热点，以期望纳米材料的加入，可改善水泥的微观结构，进而改进水泥的物理力学性能和耐久力等，目前，纳米改性水泥的研究多限于试验，且由于纳米材料具有团聚的特性，使得其在实际使用过程中，分散性并不理想，造成了纳米改性水泥的进一步发展。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种分散效果好、可有效改善水泥各项物理性能的纳米改性水泥及其制备方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种纳米改性水泥，其水灰比为0.25-0.35，其特征在于，包括水泥、纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂，以水泥质量计：所述的纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂的质量百分比分别为：2-4%、0.3-0.5%、0.5-1%和0.5-1%。

进一步，所述的水泥为标号为42.5的普通水泥。

所述的纳米改性剂为纳米SiO₂、纳米CaCO₃、纳米碳黑、纳米Al₂O₃、纳米Fe₂O₃中的至少一种。

所述的分散剂为聚合物。

而所述的聚合物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、海藻酸铵、木质碳酸钠、石油磺酸钠、聚丙烯酸酰胺、水解丙烯酸铵、磷酸酯、乙氧基化合物中的至少一种。

所述的减水剂为三聚氰胺树脂。

一种纳米改性水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备超细微粉：将水泥、硅灰粉磨成超细矿粉，并在60-80℃的温度条件下烘干，备用；

（2）纳米改性剂预分散处理：通过电晕荷电技术对纳米改性剂进行预分散处理后，干燥后备用；

（3）制备纳米改性水泥：利用超分散技术将步骤（2）处理后的纳米改性剂加入到步骤（1）制备的超细微粉中，同时加入分散剂和减水剂后强力搅拌30-50min后，得到纳米改性水泥。

本发明的有益效果是：本发明通过在纳米改性水泥的组分中添加分散剂，同时对纳米材料进行预分散处理，大大增强了纳米材料在水泥中的分散性，使得纳米材料的改性作用充分发挥，有效改善了水泥的微观结构、提高了其耐久性、抗压、抗折强度等物理力学性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1：

纳米改性水泥，其水灰比为0.25，包括标号为42.5的普通水泥、纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂三聚氰胺树脂，以水泥质量计：所述的纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂的质量百分比分别为：2-4%，0.3-0.5%、0.5-1%和0.5-1%，且在本实施例中，所述的纳米改性剂为纳米SiO₂和纳米碳黑，而所述的分散剂则为聚丙烯酰胺和聚丙烯酸酰胺。

实施例2：

纳米改性水泥，其水灰比为0.35，包括标号为42.5的普通水泥、纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂三聚氰胺树脂，以水泥质量计：所述的纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂的质量百分比分别为：2-4%，0.3-0.5%、0.5-1%和0.5-1%，且在本实施例中，所述的纳米改性剂为纳米CaCO₃，而所述的分散剂则为木质碳酸钠、石油磺酸钠。

实施例3：

纳米改性水泥，其水灰比为0.30，包括标号为42.5的普通水泥、纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂三聚氰胺树脂，以水泥质量计：所述的纳米改性剂、分散剂、硅灰和减水剂的质量百分比分别为：2-4%，0.3-0.5%、0.5-1%和0.5-1%，且在本实施例中，所述的纳米改性剂为纳米Al₂O₃和纳米Fe₂O₃，而所述的分散剂则为海藻酸钠、海藻酸铵和乙氧基化合物。

实施例4：

实施例1-实施例3所述的纳米改性水泥的制备方法，包括以下步骤：