本發(fā)明屬于水泥，具體涉及一種流變性能可控的水泥料漿及其制備方法。

背景技術：

1、水泥料漿的流變性能直接關系到水泥料漿的施工性能、硬化后的物理力學性能以及整體工程質(zhì)量。流變性能是指材料在受到外力作用時，其流動和變形的特性，對于水泥料漿而言，這一性能尤為重要，因為它直接影響到料漿的泵送、澆筑以及最終硬化后的強度、耐久性等。

2、水泥料漿的流變性能主要由其內(nèi)部結構和組成決定。水泥、水、外加劑以及骨料等原材料的性能和配比，都會對料漿的流變性能產(chǎn)生顯著影響。例如，水泥的種類和細度、水的用量和質(zhì)量、外加劑的種類和摻量等，都會改變料漿的流動性和粘度。此外，料漿的制備工藝，如攪拌方式、攪拌時間、溫度控制等，也會對流變性能產(chǎn)生重要影響。

3、流變性能良好的水泥料漿，通常具有適宜的流動性和粘度，能夠輕松地泵送和澆筑，且在施工過程中不易出現(xiàn)泌水、離析等現(xiàn)象。這樣的料漿能夠均勻地填充模板，形成致密的混凝土結構，從而提高硬化后的強度和耐久性。相反，流變性能不佳的水泥料漿，可能會出現(xiàn)流動性過高或過低的問題，導致施工困難，甚至影響工程質(zhì)量。流動性過高的料漿容易出現(xiàn)泌水和離析，導致混凝土內(nèi)部空洞和缺陷；而流動性過低的料漿則難以泵送和澆筑，給施工帶來極大不便。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種流變性能可控的水泥料漿及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術中水泥料漿流變性能難以控制的技術問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

3、本發(fā)明提供一種流變性能可控的水泥料漿，包括以下按照重量份計的組分：鋁酸鈣水泥35~55份、細集料40~70份、流變調(diào)和劑5~10份、改性硅溶膠5~10份、納米碳酸鈣5~10份、抗裂纖維5~10份和水35~40份；所述細集料為工業(yè)氧化鋁、粉煤灰和高嶺土按照1：（1~2）：（0.5~1）混合得到；所述流變調(diào)和劑以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸鈉、甲醛次硫酸氫鈉及氫氧化鈉分別配制成溶液后，經(jīng)混合與滴加制備而成；所述抗裂纖維為聚丙烯纖維和玄武巖纖維按照1：（0.5~2）混合得到。

4、進一步地，流變調(diào)和劑的制備方法，包括如下步驟：

5、（1）配制溶液：稱取甲基烯丙基聚氧乙烯醚倒入燒瓶中，加入去離子水，充分攪拌，加熱，得到甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶液；稱取甲基丙烯磺酸鈉與甲醛次硫酸氫鈉分別溶解于去離子水中，充分攪拌，得到甲基丙烯磺酸鈉溶液和甲醛次硫酸氫鈉溶液；稱取丙烯酸與丙烯酰胺分別溶解于去離子水中，充分攪拌，得到丙烯酸溶液和丙烯酰胺溶液；

6、（2）混合：將氫氧化鈉溶液與丙烯酸溶液混合，得到丙烯酸鈉溶液，再將甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶液與丙烯酸鈉溶液混合，得到甲基烯丙基聚氧乙烯醚與丙烯酸鈉混合溶液；將甲基丙烯磺酸鈉溶液和甲醛次硫酸氫鈉溶液混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯磺酸鈉與甲醛次硫酸氫鈉混合溶液；將丙烯酸溶液和丙烯酰胺溶液混合，攪拌均勻，得到丙烯酸與丙烯酰胺混合溶液；

7、（3）滴加：將甲基丙烯磺酸鈉與甲醛次硫酸氫鈉混合溶液、丙烯酸與丙烯酰胺混合溶液分別滴加到甲基烯丙基聚氧乙烯醚與丙烯酸鈉混合溶液中，滴加完成后進行保溫，再調(diào)節(jié)ph，得到流變調(diào)和劑。

8、進一步地，步驟（1）中甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶液的質(zhì)量濃度為1~10%，攪拌速度30~200rpm，攪拌時間15~30min，加熱至30~55℃，甲基丙烯磺酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為5~20%，甲醛次硫酸氫鈉的質(zhì)量濃度為2~8%，丙烯酸溶液的質(zhì)量濃度為5~25%，丙烯酰胺溶液的質(zhì)量濃度為5~25%；步驟（2）中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為1~5mol/l，丙烯酸溶液的質(zhì)量濃度為5~25%，丙烯酸溶液與氫氧化鈉溶液的體積比為1：（0.5~1），甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶液與丙烯酸鈉溶液的體積比為1：（1.2~2），甲基丙烯磺酸鈉溶液和甲醛次硫酸氫鈉溶液的體積比為1：（1.5~2），丙烯酸溶液和丙烯酰胺溶液的體積比為1：（1~5）；步驟（3）中滴加1.5~3h，丙烯酸與丙烯酰胺混合溶液先于甲基丙烯磺酸鈉與甲醛次硫酸氫鈉混合溶液滴加完畢，保溫的溫度為25~35℃，保溫時間1~2h，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph為7~8。

9、進一步地，改性硅溶膠的制備方法，包括如下步驟：

10、s1、配制改性液：稱取甲基三乙氧基硅烷，將其溶解在無水乙醇中，得到甲基三乙氧基硅烷溶液；

11、s2、改性反應：稱取硅溶膠加入燒瓶中，并加入去離子水，水浴加熱，并攪拌使硅溶膠均勻分散，得到硅溶膠液，在攪拌的同時，將甲基三乙氧基硅烷溶液緩慢滴加到硅溶膠液中，反應結束后，得到改性硅溶膠溶液；

12、s3、純化干燥：將改性硅溶膠溶液自然冷卻至室溫，進行離心取沉淀，并放入烘箱中干燥，得到改性硅溶膠。

13、進一步地，s1中甲基三乙氧基硅烷溶液的質(zhì)量濃度為6~12%，優(yōu)選為9%；s2中硅溶膠與去離子水的質(zhì)量之比為1：（0.8~2.5），水浴加熱的溫度為38~42℃，攪拌的轉速為50~100rpm，甲基三乙氧基硅烷溶液與硅溶膠液的體積比為1：（0.5~1），反應時間為8~16h；s3中離心的轉速為4000~5000rpm，烘箱干燥的溫度為60~65℃，干燥時間為18~24h。

14、本發(fā)明還提供一種流變性能可控的水泥料漿的制備方法，包括以下步驟：

15、q1、初混：將鋁酸鈣水泥、細集料、納米碳酸鈣和抗裂纖維放入攪拌機中，進行初步混合，得到初混料；

16、q2、加水：向初混料中緩慢加入水，邊加邊攪拌，確保各組分均勻分散，得到濕混料；

17、q3、終混：向濕混料中加入改性硅溶膠和流變調(diào)和劑，繼續(xù)攪拌，得到一種流變性能可控的水泥料漿。

18、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本發(fā)明通過精確配比鋁酸鈣水泥、細集料、流變調(diào)和劑、改性硅溶膠、納米碳酸鈣、抗裂纖維和水制備的水泥料漿，不僅具有優(yōu)異的流變性能，而且其性能可通過調(diào)整各組分的比例進行靈活控制，不僅提高了水泥料漿的施工性和可塑性，還顯著增強了其穩(wěn)定性和耐久性。

20、2、本發(fā)明通過加入流變調(diào)和劑通過復雜組分的協(xié)同效應，顯著改善了水泥料漿的流變特性。其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚作為高效減水劑，能大幅降低水泥顆粒間的摩擦力，增加料漿的流動性和穩(wěn)定性。丙烯酸和丙烯酰胺的聚合物則提供了額外的粘性，增強了料漿的觸變性和抗剪切性。甲基丙烯磺酸鈉和甲醛次硫酸氫鈉的加入，進一步優(yōu)化了料漿的流變行為，提高了其對施工條件的適應性。通過精確控制這些組分的濃度和反應條件，流變調(diào)和劑能夠顯著改善水泥料漿的流變性，同時保持良好的和易性和穩(wěn)定性。

21、3、本發(fā)明通過加入改性硅溶膠，其使用甲基三乙氧基硅烷進行表面改性，顯著增強了其與水泥基體的相容性和結合力。甲基三乙氧基硅烷與硅溶膠表面的硅羥基反應，形成穩(wěn)定的硅氧烷網(wǎng)絡，不僅提高了硅溶膠的穩(wěn)定性，還增強了其在水泥料漿中的分散性和反應活性。這有助于在硬化過程中形成更加致密和均勻的微觀結構，從而顯著提高了水泥料漿的早期強度、抗裂性和耐久性。同時，改性硅溶膠的加入還能優(yōu)化料漿的流變特性，使其在保持良好流動性的前提下，具備更高的耐久性。