[发明专利]不同硅质原料合成纳米C-S-H凝胶的方法及作为早强剂的应用

权利要求书

1.一种不同硅质原料条件下合成纳米C-S-H凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1）配制溶液：根据设定的钙硅比，采用溶剂来分别配制硅酸盐溶液、钙盐溶液和碱溶液；配制的所述硅酸盐溶液浓度为0.05~1.5mol/L，所述钙盐溶液浓度为0.08~1.5mol/L，所述碱溶液浓度为0.04~1.0mol/L；

在配制硫铝酸盐水泥基注浆材料用纳米C-S-H凝胶时的钙硅比为0.5-2.2；

在配制普通硅酸盐水泥基材用纳米C-S-H凝胶时的钙硅比为0.8，所述硅酸盐溶液配制时将偏硅酸钠溶于去离子水中配置成硅酸盐溶液，所述偏硅酸钠为五水偏硅酸钠Na₂SiO₃·5H₂O或无水偏硅酸钠Na₂SiO₃；

2）混合：将步骤1）配制的硅酸盐溶液、钙盐溶液和碱溶液以相同速度泵入全返混爆发式成核反应器中迅速反应得到混合浆液，反应时间为3min；

所述步骤2）中，所述硅酸盐溶液、钙盐溶液和碱溶液混合时的体积比为1：1：1；

3）将步骤2）中反应后的混合浆液转置入反应釜中，并于50~80℃下在反应釜中进行反应；

在配制硫铝酸盐水泥基注浆材料用纳米C-S-H凝胶时反应2h，反应结束后离心洗涤至中性，制得硫铝酸盐水泥基注浆材料用纳米C-S-H凝胶浆料；

在配制普通硅酸盐水泥基材用纳米C-S-H凝胶时反应24h，反应结束后离心洗涤至中性，制得普通硅酸盐水泥基材用纳米C-S-H凝胶浆料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述溶剂为去离子水。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，钙盐溶液配制时将硝酸钙溶于去离子水中配置成钙盐溶液；碱溶液配制时将氢氧化钠溶于去离子水中配置成碱溶液。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，硅酸盐溶液、钙盐溶液和碱溶液以相同速度1mL/min~70mL/min迅速泵入全返混爆发式成核反应器中迅速反应3min。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，混合浆液于60℃下在反应釜中进行反应。

6.一种如权利要求1-5任一项所述制备方法制得的纳米C-S-H凝胶材料作为早强剂在水泥基材料中的应用，其特征在于，

所述硫铝酸盐水泥基注浆材料用纳米C-S-H凝胶浆料掺入到水泥基材料中的掺入量按硫铝酸盐水泥的0.01%～10%添加；

所述普通硅酸盐水泥基材用纳米C-S-H凝胶浆料掺入到水泥基材料中的掺入量按普通硅酸盐水泥的0.01%～10%添加。

7.如权利要求6所述的纳米C-S-H凝胶材料作为早强剂在水泥基材料中的应用，其特征在于，

所述硫铝酸盐水泥基注浆材料用纳米C-S-H凝胶浆料是在50~120W功率下在减水剂溶液中超声分散3~10min；

所述普通硅酸盐水泥基材用纳米C-S-H凝胶浆料是在50~120W功率下超声分散3~10min后分散在外掺水中。

8.如权利要求6所述的纳米C-S-H凝胶材料作为早强剂在水泥基材料中的应用，其特征在于，所述纳米C-S-H凝胶材料作为早强剂在水泥基材料中的应用时所制备水泥基材料的水灰比为0.19~1.5。

9.如权利要求8所述的纳米C-S-H凝胶材料作为早强剂在水泥基材料中的应用，其特征在于，

所述硫铝酸盐水泥基注浆材料用纳米C-S-H凝胶浆料作为早强剂在水泥基材料中的应用时所制备水泥基材料的水灰比为0.8；

所述普通硅酸盐水泥基材用纳米C-S-H凝胶浆料作为早强剂在水泥基材料中的应用时所制备水泥基材料的水灰比为0.35。