[发明专利]一种超小粒径胶束溶液早强剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种混凝土超小粒径胶束溶液早强剂，它的原料包括：钙盐，可溶性硅酸盐，可自组装成胶束的嵌段共聚物和水。本发明所述的早强剂添加可自组装成胶束的嵌段共聚物，得到分散均匀的胶束溶液早强剂(粒径为20‑50nm)，该早强剂能显著提高了早期水泥水化速率，从而提高混凝土早期强度。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种超小粒径胶束溶液早强剂及其制备方法。

背景技术

随着建筑水平的提高及早强剂在预制构件中的大幅应用，混凝土对早强剂也提出了更高的要求。早强剂不仅要求提高3天及7天强度，更对12小时及24小时强度提出了要求。这就要求早强剂能进一步提高水泥水化速率，从而提高混凝土的早期强度。水泥水化过程中，水化产物粒径越小，单位体积内晶核数量越多，有助于单位体积内水泥的水化速率，提高早期强度。

纳米硅酸钙溶液是一种常见的晶核早强剂，通常选取硅酸钠和硝酸钙进行溶液反应，加入一定量的稳定剂来制备。中国专利201410593398.4和201410591887.6分别公布了一种水化硅酸钙凝胶溶液早强剂及其制备方法：两种方法的主要特点是加入的稳定剂为萘磺酸盐甲醛缩合物，是一种常见的染料、颜料等分散剂，同时也是一种混凝土减水剂，该稳定剂分子量较小，不能形成粒径较小的胶束；中国专利201510862071.X公布了一种纳米悬浮液混凝土早强剂及其制备方法，其特点是加入了3-10％高分子聚合物分散剂，该分散剂即分子量为50000-12000的聚羧酸减水剂，其分子结构中全部为亲水基团，形成的纳米粒子粒径较大。上述早强剂中的稳定剂分散的晶核粒径较大(粒径仅能达到80-200纳米)，单位体积晶核数量较低，水泥水化速率较慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种超小粒径胶束溶液早强剂，胶束粒径在20-50nm，能显著提高水泥水化速率。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种超小粒径胶束溶液早强剂，其特征在于添加可自组装成胶束的嵌段共聚物作为硅酸钙颗粒分散稳定剂。

进一步地，上述超小粒径胶束溶液早强剂的原料包括：钙盐、可溶性硅酸盐、可自组装成胶束的嵌段共聚物和水。其中，钙盐、可溶性硅酸盐、可自组装成胶束的嵌段共聚物和水的摩尔比为：(3.3*10^-4～7.5*10^-4)：(3.6*10^-4～8*10^-4)：(1*10^-6～4*10^-5)：1。

按上述方案，所述可自组装成胶束的嵌段共聚物选自聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PEG-PLGA共聚物)、聚乙二醇-聚乳酸共聚物(PEG-PLA共聚物)、聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PEG-PLA-PEG共聚物)等中的一种或几种。

按上述方案，所述的可自组装成胶束的嵌段共聚物的分子量为6000～30000，且其中PEG:PLA的摩尔比为1:(1～3)，或者PEG:PLGA的摩尔比为1:(1～3)。

按上述方案，所述的钙盐选自硝酸钙、亚硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙等中的一种。

按上述方案，所述的可溶性硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾等中的一种。

上述超小粒径胶束溶液早强剂的制备方法，主要步骤如下：

1)准备原料包括：钙盐、可溶性硅酸盐、可自组装成胶束的嵌段共聚物和水；其中，钙盐、可溶性硅酸盐、可自组装成胶束的嵌段共聚物和水的摩尔比为：(3.3*10^-4～7.5*10^-4)：(3.6*10^-4～8*10^-4)：(1*10^-6～4*10^-5)：1；