本發明涉及一種微納米超細粉體，特別是涉及一種在水中再分散的微納米超細粉體及其制備方法。
背景技術：
在高強或超高強混凝土制備過程中，采用微納米超細摻合料能夠顯著提高混凝土的致密化、促進水化、增加混凝土早期強度、改善工作性、有效減少混凝土開裂和防止堿—骨料反應，使微觀結構更致密，提高混凝土耐久性及服役壽命。
但是微納米超細粉體的粒徑小，表面能高，具有熱力學上自發團聚的趨勢，微納米超細粉體團聚后大大影響微納米超細粉體優勢的發揮，甚至可能在混凝土內部造成缺陷，影響混凝土力學性能和耐久性性能，因此分散問題是阻礙微納米超細粉體工程應用的主要原因之一。現有的微納米超細粉體大多只能在實驗室內應用，無法實現再分散，且運輸和保存非常困難，尤其是在實際工程中大規模應用時，實驗室內的精細操作方法，不適用于實際工程環境和工作條件，使微納米超細粉體的分散的效果和魯棒性都很差，嚴重限制了微納米超細粉體在混凝土工程中的應用。
技術實現要素：
本發明的主要目的在于，提供一種新型在水中再分散的微納米超細粉體及其制備方法，所要解決的技術問題是使其易于保存，從而更加適于實用。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種在水中再分散的微納米超細粉體，其組分包括(重量百分比計):
微納米級超細粉體：25-45份；
吸水膨脹劑：0.2-8份；
分散劑：0.5-5份；
穩定劑：0.2-1份。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體，其中所述的微納米級超細粉體的粒徑為1nm～500nm；所述的微納米級超細粉體為微納米粉煤灰、微納米磨細礦渣、微納米高爐鋼渣、微納米硅灰、微納米稻殼灰、微納米偏高嶺土、微納米二氧化硅、微納米石灰石粉體、微納米石墨烯和碳納米管中的至少一種。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體，其中所述的吸水膨脹劑為淀粉、N-乙烯基酰胺類聚合物、非離子型纖維素衍生物、交聯羧甲基纖維素鈉和陰離子型纖維素醚中的至少一種。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體，其中所述的分散劑為粉狀的減水劑；所述的粉狀的減水劑為聚羧酸系減水劑、萘系減水劑、脂肪族羧基磺酸鹽系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、蒽系減水劑、蜜胺系減水劑、木質素磺酸鹽系減水劑、三聚氰胺系減水劑、古馬隆系減水劑和聚苯乙烯磺酸鹽系減水劑中的至少一種。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體，其中所述的穩定劑為多聚糖、纖維素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羥乙基纖維素、聚醚類、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺中的至少一種。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體，其中所述的在水中再分散的微納米超細粉的粒徑為100μm～2000μm。
本發明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一種在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法，其包括以下步驟：
以重量百分比計，將微納米級超細粉體：25-45份，吸水膨脹劑：0.2-8份，分散劑：0.5-5份和穩定劑：0.2-1份混合，研磨，得到混合粉末，加入乙醇水溶液，混勻，造粒，過篩，得到在水中再分散的微納米超細粉體；
其中，所述乙醇水溶液的質量是所述混合粉末的質量的1％-9％。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法，其中所述的在水中再分散的微納米超細粉體的粒徑為100μm～2000μm。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法，其中所述的乙醇水溶液的質量濃度為40％-95％。
優選的，前述的在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法，其中所述的微納米級超細粉體的粒徑為1nm～500nm；所述的微納米級超細粉體為微納米粉煤灰、微納米磨細礦渣、微納米高爐鋼渣、微納米硅灰、微納米稻殼灰、微納米偏高嶺土、微納米二氧化硅、微納米石灰石粉體、微納米石墨烯和碳納米管中的至少一種；所述的吸水膨脹劑為淀粉、N-乙烯基酰胺類聚合物、非離子型纖維素衍生物、交聯羧甲基纖維素鈉和陰離子型纖維素醚中的至少一種；所述的分散劑為粉狀的減水劑；所述的粉狀的減水劑為聚羧酸系減水劑、萘系減水劑、脂肪族羧基磺酸鹽系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、蒽系減水劑、蜜胺系減水劑、木質素磺酸鹽系減水劑、三聚氰胺系減水劑、古馬隆系減水劑和聚苯乙烯磺酸鹽系減水劑中的至少一種；所述的穩定劑為多聚糖、纖維素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羥乙基纖維素、聚醚類、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺中的至少一種。
借由上述技術方案，本發明在水中再分散的微納米超細粉體及其制備方法至少具有下列優點：
本發明在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法簡單，能夠用于工藝生產。本發明的制備方法制成的在水中再分散的微納米超細粉體能夠用于水泥基材料的微納米摻合料制備。本發明的在水中再分散的微納米超細粉體具有易于保存和運輸，方便實際工程使用等優點，可以廣泛用于水泥凈漿、砂漿、混凝土和石膏制品的制備。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如后。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效,以下結合較佳實施例，對依據本發明提出的在水中再分散的微納米超細粉體及其制備方法其具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征或特點可由任何合適形式組合。
本發明的一個實施例提出的一種在水中再分散的微納米超細粉體，其組分包括(重量百分比計):
微納米級超細粉體：25-45份；
吸水膨脹劑：0.2-8份；
分散劑：0.5-5份；
穩定劑：0.2-1份。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體中的所述的微納米級超細粉體的粒徑為1nm～500nm；微納米級超細粉體為微納米粉煤灰、微納米磨細礦渣、微納米高爐鋼渣、微納米硅灰、微納米稻殼灰、微納米偏高嶺土、微納米二氧化硅、微納米石灰石粉體、微納米石墨烯和碳納米管中的至少一種。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體中的吸水膨脹劑為淀粉、N-乙烯基酰胺類聚合物、非離子型纖維素衍生物、交聯羧甲基纖維素鈉和陰離子型纖維素醚中的至少一種。吸水膨脹劑主要作用是吸水后體積膨脹數倍將干燥并造粒后的可再分散微納米超細粉體分解。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體中的分散劑為粉狀的減水劑，所述的粉狀的減水劑為聚羧酸系減水劑、萘系減水劑、脂肪族羧基磺酸鹽系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、蒽系減水劑、蜜胺系減水劑、木質素磺酸鹽系減水劑、三聚氰胺系減水劑、古馬隆系減水劑和聚苯乙烯磺酸鹽系減水劑中的至少一種。分散劑的主要作用是吸附在吸水膨脹劑分解后的細顆粒表面，在靜電斥力作用下進一步分散微納米顆粒，防止團聚。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體中的穩定劑為多聚糖、纖維素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羥乙基纖維素、聚醚類、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺中的至少一種。穩定劑的主要作用使整個分散體系形成懸浮膠體體系，通過自身分子鏈的相互纏繞增加水相體系的黏度，保證固體顆粒的懸浮，防止已分散顆粒沉降。
較佳的，本發明實施例在所述的在水中再分散的微納米超細粉的粒徑為100μm～2000μm。
本發明的另一個實施例提出一種在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法，其包括以下步驟：
以重量百分比計，將微納米級超細粉體：25-45份，吸水膨脹劑：0.2-8份，分散劑：0.5-5份和穩定劑0.2-1份混合，研磨，得到混合粉末，加入乙醇水溶液，混勻，造粒，過篩，得到在水中再分散的微納米超細粉體；
其中，所述乙醇水溶液的質量是所述混合粉末的質量的1％-9％。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法中的研磨的時間為20-30min。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法中的乙醇水溶液的質量濃度為40％-95％。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法中的所述的在水中再分散的微納米超細粉的粒徑為100μm～2000μm。較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法中的所述的微納米級超細粉體的粒徑為1nm～500nm；微納米級超細粉體為微納米粉煤灰、微納米磨細礦渣、微納米高爐鋼渣、微納米硅灰、微納米稻殼灰、微納米偏高嶺土、微納米二氧化硅、微納米石灰石粉體、微納米石墨烯和碳納米管中的至少一種；所述的吸水膨脹劑為淀粉、N-乙烯基酰胺類聚合物、非離子型纖維素衍生物、交聯羧甲基纖維素鈉和陰離子型纖維素醚中的至少一種；所述的分散劑為粉狀的減水劑，所述的粉狀的減水劑為聚羧酸系減水劑、萘系減水劑、脂肪族羧基磺酸鹽系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、蒽系減水劑、蜜胺系減水劑、木質素磺酸鹽系減水劑、三聚氰胺系減水劑、古馬隆系減水劑和聚苯乙烯磺酸鹽系減水劑中的至少一種；所述的穩定劑為多聚糖、纖維素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羥乙基纖維素、聚醚類、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺中的至少一種。
較佳的，本發明實施例在水中再分散的微納米超細粉體的制備方法中的在水中再分散的微納米超細粉包裝袋為錫箔袋、鋁箔袋、內襯塑料的包裝袋或鋁塑復合袋；
實施例1
以重量百分比計，將30份微納米二氧化硅粉體，0.8份交聯羧甲基纖維素鈉，1份聚羧酸系減水劑和0.8份聚丙烯酸鈉混合，在球磨機中研磨30min，得到混合粉末，加入質量濃度為55％的乙醇水溶液，混勻，造粒，過篩，得到粒徑為1200μm的在水中再分散的微納米超細粉體，采用鋁塑復合防潮包裝袋包裝；其中，所述乙醇水溶液的質量是所述混合粉末質量的2％。
實施例2
以重量百分比計，將35份微納米二氧化硅粉體，1.2份聚乙烯吡咯烷酮，0.9份蒽系減水劑和1份羥乙基纖維素混合，在球磨機中研磨20min，得到混合粉末，加入質量濃度為65％的乙醇水溶液，混勻，造粒，過篩，得到粒徑為1500μm的在水中再分散的微納米超細粉體，采用鋁箔袋防潮包裝袋包裝；其中，所述乙醇水溶液的質量是所述混合粉末質量的3％。
實施例3
以重量百分比計，將40份微納米偏高嶺土粉體，2份羧甲基纖維素鈣，2份粉體聚羧酸減水劑，和0.5份聚氧化乙烯混合，在球磨機中研磨22min，得到混合粉末，加入質量濃度為75％的乙醇水溶液，混勻，造粒，過篩，得到粒徑為800μm的在水中再分散的微納米超細粉體，采用錫箔袋防潮包裝袋包裝；其中，所述乙醇水溶液的質量是所述混合粉末質量的1％。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。