一种超早强剂及其制备方法和应用

本发明属于建造材料，具体涉及一种超早强剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、超早强剂能够促进水泥水化从而提高早期强度，广泛应用于建筑工程中，特别是在冬天施工或在急迫维修的工程中具有重要意义。目前的超早强剂主要以钙硅比为1的胶体超早强剂为主，胶体超早强剂主要是通过为水泥水化提供成核位点，降低成核势能，促进c3s(硅酸三钙)水化提高水泥早期强度的。但是现有的超早强剂对c2s(硅酸二钙)的水化促进作用较弱，大大降低超早强剂的使用效果。

2、例如中国专利cn113929341a公开了“一种适用于低温环境下的纳米晶种超早强剂及其制备方法”，该专利公开的超早强剂包括钙源10～20％、硅源5～10％、高稳定性悬浮分散剂0.5～1.5％、辅助早强剂5～10％和ph值调节剂0.05～0.1％；其中辅助早强剂是在c-s-h前驱体形成后再加入，最终形成所述纳米晶种超早强剂，辅助早强剂用于打破c3s表面的亚稳态覆盖层，从而把c3s从团聚中释放出来，由此起到加速水泥早期水化的协同作用，早期强度提升明显、后期强度无倒缩，但是该早强剂仅促进了c3s水化，并没有考虑对c2s的促进作用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种超早强剂及其制备方法和应用，本发明提供的超早强剂能够同时促进硅酸三钙和硅酸二钙的水化，显著提高超早强剂的使用效果。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超早强剂，包括以下质量份数的组分：

3、晶体-胶体混合水化硅酸钙      75～80份；

4、增强剂                       4～10份；

5、改性剂                       15～20份；

6、所述晶体-胶体混合水化硅酸钙包括晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙；所述晶体水化硅酸钙为托勃莫来石，所述胶体水化硅酸钙为i型c-s-h凝胶；所述晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙的质量比为0.35～0.65:1；

7、所述增强剂和改性剂插层于胶体水化硅酸钙中。

8、优选的，所述增强剂为二乙醇单异丙醇胺或甲酸钙。

9、优选的，所述改性剂为酒石酸钾钠或柠檬酸钠。

10、优选的，所述晶体水化硅酸钙中cao/sio2的摩尔比为0.83～1:1。

11、优选的，所述胶体水化硅酸钙中cao/sio2的摩尔比为1.0～1.2:1。

12、优选的，所述超早强剂的比表面积为450～500m2/kg。

13、本发明还提供了上述技术方案所述超早强剂的制备方法，包括以下步骤：

14、将增强剂和改性剂溶解于水中，得到辅料溶液；

15、将所述辅料溶液和α型水化硅酸钙混合，进行水热反应，得到所述超早强剂；所述水热反应的压力为0.8～1.2mpa，所述水热反应的温度为170～190℃，所述水热反应的时间为4～10h。

16、优选的，所述α型水化硅酸钙中cao/sio2的摩尔比为1.5～1.9:1。

17、本发明还提供了上述技术方案所述超早强剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的超早强剂在胶凝材料中的应用。

18、优选的，所述超早强剂和胶凝材料的质量比为0.3～0.6:100。

19、本发明提供了一种超早强剂，包括以下质量份数的组分：75～80份晶体-胶体混合水化硅酸钙，4～10份增强剂和15～20份改性剂；所述晶体-胶体混合水化硅酸钙包括晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙；所述晶体水化硅酸钙为托勃莫来石，所述胶体水化硅酸钙为i型c-s-h凝胶；所述晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙的质量比为0.35～0.65:1；所述增强剂和改性剂插层于胶体水化硅酸钙中。本发明提供的超早强剂中同时含有晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙，限定晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙的质量比在上述范围内能够使超早强剂同时促进硅酸三钙和硅酸二钙的水化，克服了胶体水化硅酸钙对硅酸二钙水化促进作用较弱的问题，在提高胶凝材料早期强度的同时提高胶凝材料的后期强度，显著提高超早强剂的使用效果。本发明提供的超早强剂适用于低碳建筑材料、装配式建筑部件增材制造及对早强有特别要求的混凝土施工。

技术特征：

1.一种超早强剂，包括以下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述超早强剂，其特征在于，所述增强剂为二乙醇单异丙醇胺或甲酸钙。

3.根据权利要求1所述超早强剂，其特征在于，所述改性剂为酒石酸钾钠或柠檬酸钠。

4.根据权利要求1所述超早强剂，其特征在于，所述晶体水化硅酸钙中cao/sio2的摩尔比为0.83～1:1。

5.根据权利要求1所述超早强剂，其特征在于，所述胶体水化硅酸钙中cao/sio2的摩尔比为1.0～1.2:1。

6.根据权利要求1～5任一项所述超早强剂，其特征在于，所述超早强剂的比表面积为450～500m2/kg。

7.权利要求1～6任一项所述超早强剂的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述α型水化硅酸钙中cao/sio2的摩尔比为1.5～1.9:1。

9.权利要求1～6任一项所述超早强剂或权利要求7或8所述制备方法制备得到的超早强剂在胶凝材料中的应用。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述超早强剂和胶凝材料的质量比为0.3～0.6:100。

技术总结
本发明属于建造材料技术领域，具体涉及一种超早强剂及其制备方法和应用。本发明提供的超早强剂，包括以下质量份数的组分：75～80份晶体‑胶体混合水化硅酸钙，4～10份增强剂和15～20份改性剂；所述晶体‑胶体混合水化硅酸钙包括晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙；所述晶体水化硅酸钙为托勃莫来石，所述胶体水化硅酸钙为I型C‑S‑H凝胶；所述晶体水化硅酸钙和胶体水化硅酸钙的质量比为0.35～0.65:1；所述增强剂和改性剂插层于胶体水化硅酸钙中。本发明提供的超早强剂克服了胶体水化硅酸钙对硅酸二钙水化促进作用较弱的问题，在提高胶凝材料早期强度的同时提高胶凝材料的后期强度，显著提高超早强剂的使用效果。

技术研发人员：蒋亚清,王莉萌,殷康蜓,闫子岳,朱玉灵
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13