本发明属于混凝土，尤其涉及一种混凝土用硅溶胶分散稳定剂及其制备方法与应用。

  1、混凝土是建筑工程中常用的一种材料，由于其拥有非常良好的力学性能和经济性，已经被大范围的应用。然而，在长期使用的过程中，混凝土有可能会出现龟裂、腐蚀等问题，导致其力学及耐久性能直线下降，影响建筑物的常规使用的寿命。近年来研究人员将纳米硅溶胶引入混凝土中，以此来提高混凝土的力学性能、抗渗性能和耐久性，从而解决上述问题。

  2、硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，硅溶胶中的二氧化硅为纳米级，粒径很小，具有极高的表面能，在硅溶胶中可以稳定分散，形成稳定的胶体溶液。但是，将其加入到混凝土中，在混凝土高离子浓度体系下，会迅速团聚，自动聚结，形成凝胶或沉淀。这使得微小的二氧化硅颗粒变成大颗粒，严重影响其活性以及填充效应，使得硅溶胶对混凝土的性能提升大打折扣。现有硅溶胶分散剂只能使纳米二氧化硅在水中或溶剂中稳定分散，不能在高离子浓度的混凝土孔隙液中均匀分散，在混凝土体系中纳米二氧化硅会产生团聚，使其填充致密以及增强作用受限。

  3、因此，如何提供一种能确保硅溶胶对混凝土的性能提升效果的硅溶胶分散稳定剂成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

  1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种混凝土用硅溶胶分散稳定剂及其制备方法与应用。

  4、氨基三甲叉磷酸20-40份，二乙醇单异丙醇胺10-20份和分散剂溶液40-70份；

  5、所述分散剂溶液的制备方法有：将水、马来酸酐、二甲基烯丙基氯化铵和次亚磷酸钠加入反应器中搅拌溶解，然后加入丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液进行共聚，经降温和调节ph，得到所述分散剂溶液。

  6、优选的，所述马来酸酐、二甲基烯丙基氯化铵、次亚磷酸钠、丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液的重量比为（10-15）∶（6-8）∶（5-6）∶（50-55）∶（31.5-32）。

  7、优选的，所述丙烯酸溶液由30-35重量份的丙烯酸和20重量份的水组成，所述过硫酸铵溶液由1.5-2重量份的过硫酸铵和30重量份的水组成。

  9、本发明还提供了一种上述技术方案所述硅溶胶分散稳定剂的制备方法，包括：按重量份数称取各原料，将所述氨基三甲叉磷酸、二乙醇单异丙醇胺和分散剂溶液混合后均匀搅拌，即得所述硅溶胶分散稳定剂。

  10、本发明还提供了一种上述技术方案所述的混凝土用硅溶胶分散稳定剂或制备方法制备的混凝土用硅溶胶分散稳定剂在混凝土中的应用。

  11、优选的，所述混凝土用硅溶胶分散稳定剂的掺量为硅溶胶质量的2-5%。

  13、本发明以氨基三甲叉磷酸、二乙醇单异丙醇胺和分散剂溶液为原料制备混凝土用硅溶胶分散稳定剂，其中的氨基三甲叉磷酸加入到混凝土体系中能够紧紧地吸附在钙、镁离子周围，与钙、镁等金属离子形成多元环螯合物，并以松散形式分散于水中，阻碍金属离子对纳米二氧化硅的影响；二乙醇单异丙醇胺能够更好的降低纳米二氧化硅的表面能，减弱其易团聚的特性；以水、马来酸酐、二甲基烯丙基氯化铵、次亚磷酸钠、丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液为原料经共聚制得的分散剂溶液是一种两性分散剂，分散剂的一端可通过阳离子基团和纳米二氧化硅作用，另一端又可通过阴离子基团和金属离子作用，再结合分散剂自身的静电斥力和空间位阻作用，可将金属离子和纳米二氧化硅在一定空间内分隔，减少钙、镁等金属离子对硅溶胶的影响，保证纳米二氧化硅在混凝土高离子浓度体系中仍可以均匀分布，从而发挥其对混凝土性能的积极影响，保证了硅溶胶对混凝土的性能提升效果。

  2.根据权利要求1所述的混凝土用硅溶胶分散稳定剂，其特征是，所述马来酸酐、二甲基烯丙基氯化铵、次亚磷酸钠、丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液的重量比为（10-15）∶（6-8）∶（5-6）∶（50-55）∶（31.5-32）。

  3.根据权利要求2所述的混凝土用硅溶胶分散稳定剂，其特征是，所述丙烯酸溶液由30-35重量份的丙烯酸和20重量份的水组成，所述过硫酸铵溶液由1.5-2重量份的过硫酸铵和30重量份的水组成。

  4.根据权利要求1所述的混凝土用硅溶胶分散稳定剂，其特征是，所述共聚的温度为80-85℃，气氛为氮气，时间为4-5h。

  5.权利要求1~4任一项所述混凝土用硅溶胶分散稳定剂的制备方法，其特征是，包括：按重量份数称取各原料，将所述氨基三甲叉磷酸、二乙醇单异丙醇胺和分散剂溶液混合后均匀搅拌，即得所述混凝土用硅溶胶分散稳定剂。

  6.权利要求1~4任一项所述的混凝土用硅溶胶分散稳定剂或权利要求5所述的制备方法制备的混凝土用硅溶胶分散稳定剂在混凝土中的应用。

  7.根据权利要求6所述的混凝土用硅溶胶分散稳定剂在混凝土中的应用，其特征是，所述混凝土用硅溶胶分散稳定剂的掺量为硅溶胶质量的2-5%。

  本发明提供了一种混凝土用硅溶胶分散稳定剂及其制备方法与应用，属于混凝土技术领域。本发明以氨基三甲叉磷酸、二乙醇单异丙醇胺和分散剂溶液为原料制备混凝土用硅溶胶分散稳定剂，其中的氨基三甲叉磷酸加入到混凝土体系中能够紧紧地吸附在钙、镁离子周围形成多元环螯合物，并以松散形式分散于水中，阻碍金属离子对纳米二氧化硅的影响；二乙醇单异丙醇胺能够更好的降低纳米二氧化硅的表面能，减弱其易团聚的特性；分散剂溶液可以将金属离子和纳米二氧化硅在一定空间内分隔，减少金属离子对硅溶胶的影响，保证纳米二氧化硅在混凝土高离子浓度体系中仍可以均匀分布，从而发挥其对混凝土性能的积极影响，保证了硅溶胶对混凝土的性能提升效果。

  刘磊,吴伟,黄玉美,刘昭洋,方涛,罗鑫,王明焱,李茜茜,刘亚亮,刘江涛

  技术研发人员：刘磊,吴伟,黄玉美,刘昭洋,方涛,罗鑫,王明焱,李茜茜,刘亚亮,刘江涛

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