CN102731041A - 玻化微珠保温骨料表面改性剂及改性玻化微珠保温骨料 - Google Patents

玻化微珠保温骨料表面改性剂及改性玻化微珠保温骨料 Download PDF

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Abstract

玻化微珠保温骨料表面改性剂,它主要由硅酸盐水泥、矿渣粉、偏高岭土、改性硅酸钠、调凝剂和固体填料经机械研磨至比表面积为300~400m2/kg组成,各原料质量百分比为硅酸盐水泥10~20%,矿渣粉40~60%,偏高岭土15~30%,改性硅酸钠3~8%,调凝剂0.2~1.0%,固体填料3.0~15 %。本发明通过高活性的矿物(硅藻土、偏高岭土)在碱激发条件下,快速产生强度,对保温骨料表面进行包裹,减少因保温骨料易粉化、吸水率高而带来的保温材料力学性能低和保温效果差的问题;采用全无机的原材料制备的玻化微珠保温骨料表面改性剂,与玻化微珠相容性好。本发明还同时公开了采用表面改性剂改性的玻化微珠保温骨料。

Description

玻化微珠保温骨料表面改性剂及改性玻化微珠保温骨料
技术领域
本发明属于建筑材料领域,更具体地说它是一种玻化微珠保温骨料表面改性剂,本发明还涉及利用玻化微珠保温骨料表面改性剂改性的玻化微珠保温骨料。
背景技术
玻化微珠是保温材料中最常用的一种保温骨料,是由天然珍珠岩在1150-1250℃下锻烧,玻璃质逐渐软化,内部水分以水蒸汽形式扩散,急剧冷却获得表面玻化,形成表面闭孔的球形多孔颗粒。可代替粉煤灰漂珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等传统骨料的应用,是一种环保型高性能无机轻质保温绝热材料。
但由于高品质玻化微珠产量低、价格高,高品质玻化微珠保温砂浆的工程成本大,导致吸水性大、易粉化的膨胀珍珠岩被广泛用于保温材料的制备,在料浆搅拌中体积收缩率大,易造成产品后期强度低和空鼓开裂等现象。由于受原料品质、生产成本和生产工艺等因素的影响,目前建材市场上供应的玻化微珠中低品质的玻化微珠约占市场份额的70%,粒径分布广,吸水率范围大,导热系数差异大,导致保温材料的绝热性能不稳定。为了降低生产成本和提高保温材料的性能,需采用一定的工艺对玻化微珠表面进行改性处理,提高玻化微珠的筒压强度,降低吸水率。当经改性过的玻化微珠骨料被用于制备保温材料时,能够降低保温材料的力学性能和保温效果。现在最普遍和最有效的处理方法是使用有机硅产品浸渍处理,有机硅的防水原理在于,通过在硅酸盐基材表面和毛细孔内壁形成憎水的硅树脂网络,使基材的表面张力发生变化,增大了基材表面和水的接触角,以阻止毛细孔对水的吸收作用,赋予材料以憎水性。同时有机硅具有很好的透气性和渗透性,不堵塞颗粒毛细孔,不会影响珍珠岩颗粒的其他性能。但使用有机硅对玻化微珠进行改性,生产成本较高,不易大规模推广应用。
关于保温骨料表面改性,已有相关报道。
赵磊等研究了玻化微珠本身进行表面憎水改性处理、在玻化微珠保温砂浆中掺有机硅憎水剂和在玻化微珠保温砂浆表面喷涂液态憎水剂三种改性方式对玻化微珠和保温砂浆性能的影响。研究表明,内掺憎水剂对保温砂浆憎水性能的改善作用最大,表面喷涂憎水剂的改善作用次之,玻化微珠表面憎水改性处理的改善作用最小。单独使用三种憎水性改善措施中的一种时,内掺憎水剂和表面喷涂憎水剂均有一定改善效果,仅对玻化微珠表面憎水改性处理的效果不明显。三种憎水改善措施同时复合使用,才能发挥出最大的憎水剂改善作用。(参见文献:赵磊,叶蓓红.玻化微珠保温砂浆憎水性改善研究[J].化学建材,2009,25(5):34-37.)。
孟庆林等采用有机硅憎水技术对低品质的玻化微珠进行了改性实验研究,改性后的玻化微珠其导热系数下降了3% 左右,将其作为骨料同母料配成的保温砂浆,经测试其导热系数为0.059W /(m·K),比使用未经改性的玻化微珠保温砂浆降低了16.9% ,而保温砂浆的其他性能仍符合国家标准要求。(参见文献:孟庆林,李宁,李秀辉,孙海涛.玻化微珠改性实验研究[J].热带建筑,2007, 5(2):1-4.)。
张顺成等利用聚合物水泥包覆膨胀珍珠岩制成改性珠粒,并将改性珠粒掺加到水泥砂浆中制成保温砌块。测试了改性珠粒的吸水率、筒压强度及导热系数,并据此确定了聚灰比。研究了改性珠粒不同掺加比例的保温砌块的密度、导热系数、吸水率以及强度的变化,并对掺加比例与导热系数进行了线性回归分析。经改性后的膨胀珍珠岩克服了传统的膨胀珍珠岩材料吸水性大、易粉化等缺陷,同时由其制成的保温砌块具有密度小、强度高和导热系数低等优点,可有效解决现有建筑砌块强度低、导热系数高的缺陷。(参见文献:张顺成,郎建峰,李小江. 聚合物水泥包覆膨胀珍珠岩制备保温砌块的研究[J].混凝土与水泥制品,2011, (5):53-55.)。
王智宇等采用热雾喷涂法技术制备了聚合物改性膨胀珍珠岩,与普通膨胀珍珠岩相比,改性膨胀珍珠岩的吸水率和强度等性能指标有了显著改善和提高。采用聚合物改性膨胀珍珠岩和多种聚合物改性剂的聚合物保温砂浆具有优越的性能,获得了热工性能和力学性能的最佳平衡,尤其适合于建筑外保温粘贴饰面砖的市场需求,得到了广泛的工程应用。(参见文献:王智宇,李陆宝,施卫平,王小山,阮华,樊先平,钱国栋. 膨胀珍珠岩的聚合物改性技术与聚合物保温砂浆[J].新型建筑材料,2008, (8):40-42.)。
孙顺杰等研究了憎水型膨胀珍珠岩制备过程中吸水率影响因素,用有机硅憎水剂处理后,珍珠岩吸水率下降明显。憎水剂浓度在2‰以下时,憎水剂浓度对珍珠岩吸水率影响较大。但憎水剂浓度超过2‰后,影响较小。不同的干燥方式对珍珠岩处理后的吸水率也有较大影响,其中在烘箱中烘干条件下明显比在自然条件下干燥要好。但在烘箱干燥时,超过50℃后,温度的变化对珍珠岩吸水率变化影响有限。(参见文献:孙顺杰,张琳,刘天池,江伟. 憎水型膨胀珍珠岩制备过程中吸水率影响因素探讨[J].化学建材,2008, (5):32-33.)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能有效提高玻化微珠保温骨料表面强度、又能减少骨料吸水率的表面改性剂,它克服了仅能采用有机硅对玻化微珠进行改性的偏见。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于它主要由硅酸盐水泥、矿渣粉、偏高岭土、改性硅酸钠、调凝剂和固体填料经机械研磨至比表面积为300~400m2/kg而组成,各原料所占质量百分比为:硅酸盐水泥10~20%,矿渣粉40~60%,偏高岭土15~30%,改性硅酸钠3~8%,调凝剂0.2~1.0%,固体填料3.0~15 %。
在上述技术方案中,所述的硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣水泥中的一种或几种以任意比混合。
在上述技术方案中,所述的矿渣粉为水淬钢渣、铁尾矿、铅锌尾矿中的一种或几种以任意比混合。
在上述技术方案中,所述的改性硅酸钠为硅酸钠固体与氢氧化钠固体按照质量百分比为2~4:1进行粉磨处理,使其模数在0.8~1.5之间。
在上述技术方案中,所述的调凝剂为偏铝酸钠、硫酸钠、三乙醇胺或聚合磷酸铝中的一种或几种以任意比混合。
在上述技术方案中,所述的固体填料为硅藻土、粉煤灰、硅灰、灰钙粉或双飞粉中的一种或几种以任意比混合。
在上述技术方案中,所述的偏高岭土是高岭土由室温经过2-3小时的升温到800-880℃,保温2-4h,自然冷却至100℃以下而得到。
改性的玻化微珠保温骨料,其特征在于它是按照上述配比制备玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,得浆体;利用喷涂法对玻化微珠进行包覆,30~50℃条件下在烘箱养护3~8h,得改性玻化微珠保温骨料。
本发明的玻化微珠保温骨料表面改性剂的各原料的作用为:水泥用适量的水拌和后,在水泥颗粒表面生成钙矾石针状晶体,无定形的水化硅酸钙以及Ca(OH)2或水化铝酸钙等六方板状晶体,形成能够粘结砂石等集料的可塑性浆体,通过凝结硬化逐渐变成具有强度硬化体;矿渣粉含有大量硅氧四面体和铝氧八面体,在碱性环境下,硅氧键和铝氧键发生断裂,具有活性的SiO2和Al2O3增多,与水化产物Ca(OH)2发生火山灰反应,增强体系的强度;偏高岭土中原子排列不规则,呈现热力学介稳状态,具有较高的火山灰活性,能与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成水化铝酸钙、C-S-H 凝胶等胶凝物质;改性硅酸钠提供碱组份的作用是OH-穿透矿渣表面并进入内部空穴,使矿渣硅氧四面体组成的聚合体解聚,并使游离的SiO4 4-与Ca2+相互作用形成大量稳定化合物(C-S-H);调凝剂可以调节浆体的凝结时间,在满足可操作的条件下,使浆体在玻化微珠表面快速硬化。
本发明的玻化微珠保温骨料表面改性剂具有如下特点:
1)通过高活性的矿物(硅藻土、偏高岭土等)在碱激发条件下,快速产生强度,对保温骨料表面进行包裹,减少因保温骨料易粉化、吸水率高而带来的保温材料力学性能低和保温效果差的问题;
2)采用全无机的原材料制备的玻化微珠保温骨料表面改性剂,与玻化微珠相容性好;
3)通过采用硅酸盐水泥和工业废渣来制备玻化微珠保温骨料表面改性剂,性价比较高,便于大规模推广。
本发明的玻化微珠保温骨料表面改性剂采用上述原料,对玻化微珠进行表面改性处理,具有良好的效果。例如:1、与传统玻化微珠保温骨料改性剂相比,本玻化微珠保温骨料表面改性剂不仅可以解决玻化微珠表面吸水率大的问题,而且可以对其表面进行强化,这对于轻质、高强保温材料的制备具有重要意义;2、采用调凝剂对改性剂的凝结时间进行调控,在满足可操作的条件下,使浆体在玻化微珠表面快速硬化;3、由于本玻化微珠保温骨料表面改性剂主要成分为固体废弃物,因此,利用本玻化微珠保温骨料表面改性剂处理玻化微珠具有显著的环保效益。本发明具有既能有效提高玻化微珠骨料表面强度、又能减少骨料吸水率,工业废渣利用率高,工艺简单等优点。
附图说明
图1为改性前玻化微珠骨料微结构图。
图2为改性后玻化微珠骨料微结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合附图和实施例进一步阐明本发明的实施情况,但它们并不构成对本发明的限定,仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
由图1可以看出:未改性玻化微珠为多孔结构,且大多为开孔结构,孔间壁较薄,在搅拌时易粉化,吸水率较高,制备保温材料时,水胶比较大,导致制备的保温材料的导热系数大,在保温材料服役过程中,保温材料以吸水,会降低其热工性能。
由图2可以看出:改性后的玻化微珠气孔被改性剂包裹住,且表面结构得到增强,吸水率降低。
本发明玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于它主要由硅酸盐水泥、矿渣粉、偏高岭土、改性硅酸钠、调凝剂和固体填料经机械研磨至比表面积为300~400m2/kg而组成,各原料所占质量百分比为:硅酸盐水泥10~20%,矿渣粉40~60%,偏高岭土15~30%,改性硅酸钠3~8%,调凝剂0.2~1.0%,固体填料3.0~15 %。所述的硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣水泥中的一种或几种以任意比混合。所述的矿渣粉为水淬钢渣、铁尾矿、铅锌尾矿中的一种或几种以任意比混合。所述的改性硅酸钠为硅酸钠固体与氢氧化钠固体按照质量百分比为2~4:1进行粉磨处理,使其模数在0.8~1.5之间;所述的调凝剂为偏铝酸钠、硫酸钠、三乙醇胺或聚合磷酸铝中的一种或几种以任意比混合。所述的固体填料为硅藻土、粉煤灰、硅灰、灰钙粉或双飞粉中的一种或几种以任意比混合。所述的偏高岭土是高岭土由室温经过2-3小时的升温到800-880℃,保温2-4h,自然冷却至100℃以下而得到。
改性的玻化微珠保温骨料,其特征在于它是按照上述配比制备玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,得浆体;利用喷涂法对玻化微珠进行包覆,30~50℃条件下在烘箱养护3~8h,得改性玻化微珠保温骨料。
实施例1:
1.偏高岭土的制备:高岭土由室温经过2小时的升温到850℃,保温3h,自然冷却至100℃以下,得到偏高岭土。
表1  改性前后玻化微珠性能对比
Figure BDA0000180548251
通过表1说明:玻化微珠改性前吸水率较大,经过改性后,其吸水率由42%降低到18%,说明玻化微珠经过改性后,其表面被一层表面改性剂包裹,从而降低了其吸水率,粒径和容重增大,导致导热系数叫改性前略有增大。同时,表面强度得到增强,使筒压强度(1MPa压力的体积损失率,%)由46%降低到20%。
利用改性改性前后的玻化微珠制备保温砂浆,实验配比见表2。
表2  玻化微珠保温砂浆配比
Figure BDA0000180548252
表3  玻化微珠保温砂浆性能
Figure BDA0000180548253
注:A1~A4采用未改性玻化微珠为骨料,B1~B4采用改性玻化微珠为骨料。
   通过表3说明:随着玻化微珠掺量的增加,保温砂浆的干密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和软化系数不断降低。同一掺量下,以改性后玻化微珠为骨料制备的保温砂浆干密度和导热系数较以未改性玻化微珠为骨料制备的保温砂浆低,抗压强度、抗折强度和软化系数较以未改性玻化微珠为骨料制备的保温砂浆高。
2.改性硅酸钠的制备:将研磨后的硅酸钠与氢氧化钠混合,调整氢氧化钠的掺量,使硅酸钠的模数为0.90,得到改性硅酸钠;
3.玻化微珠表面改性剂制备:上述各物料按硅酸盐水泥15%、矿渣粉50%、偏高岭土25%、改性硅酸钠4.8%、调凝剂0.2%、固体填料5%称取,均为质量百分比,然后将它们混合均匀,研磨至比表面积为320m2/kg,加入水,快搅3min,得到玻化微珠表面改性剂;
4. 玻化微珠保温骨料表面改性剂应用于对玻化微珠表面改性处理:将上述制备的玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,利用喷涂法对玻化微珠进行包覆, 45℃条件下在烘箱养护6h,得改性玻化微珠保温骨料,改性前后玻化微珠性能见表1,利用玻化微珠制备玻化微珠保温砂浆,实验配比及性能对比分别见表2和表3。
实施例2:
1.偏高岭土的制备:高岭土由室温经过3小时的升温到820℃,保温3h,自然冷却至100℃以下,得到偏高岭土;
表4  改性前后玻化微珠性能对比
通过表4说明:玻化微珠改性前吸水率较大,经过改性后,其吸水率由42%降低到16%,说明玻化微珠经过改性后,其表面被一层表面改性剂包裹,从而降低了其吸水率。由于玻化微珠表面包裹了一层改性剂,使其粒径和容重增大,导致导热系数叫改性前略有增大。同时,表面强度得到增强,使筒压强度(1MPa压力的体积损失率,%)由46%降低到18%。
利用改性改性前后的玻化微珠制备保温砂浆,实验配比见表5。
2.改性硅酸钠的制备:将研磨后的硅酸钠与氢氧化钠混合,调整氢氧化钠的掺量,使硅酸钠的模数为1.20,得到改性硅酸钠;
3.玻化微珠表面改性剂制备:上述各物料按硅酸盐水泥10%、矿渣粉45%、偏高岭土30%、改性硅酸钠5.4%、调凝剂0.6%、固体填料9%称取,均为质量百分比,然后将它们混合均匀,研磨至比表面积为350m2/kg,加入水,快搅2min,得到玻化微珠表面改性剂;
4. 玻化微珠保温骨料表面改性剂应用于对玻化微珠表面改性处理:将上述制备的玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,利用喷涂法对玻化微珠进行包覆, 50℃条件下在烘箱养护4h,得改性玻化微珠保温骨料,改性前后玻化微珠性能见表4,利用玻化微珠制备玻化微珠保温砂浆,实验配比及性能对比分别见表5和表6。
表5  玻化微珠保温砂浆配比
Figure BDA0000180548255
表6  玻化微珠保温砂浆性能
Figure BDA0000180548256
注:A1~A4采用未改性玻化微珠为骨料,B1~B4采用改性玻化微珠为骨料。
通过表6说明:随着玻化微珠掺量的增加,保温砂浆的干密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和软化系数不断降低。同一掺量下,以骨胶比为1.6(A3和B3)为例,B3干密度和导热系数较A3低,抗压强度、抗折强度和软化系数较A3高。
实施例3:
1.偏高岭土的制备:高岭土由室温经过2.5小时的升温到800℃,保温4h,自然冷却至100℃以下,得到偏高岭土;
表7  改性前后玻化微珠性能对比
Figure BDA0000180548257
通过表7说明:玻化微珠经过表面改性后,其表面包裹了一层改性剂,使其吸水率降低,表面强度得到增强,粒径、容重和导热系数增大。
以改性前后玻化微珠为骨料,制备保温砂浆,通过改变其与胶凝材料的比例,研究玻化微珠对保温砂浆的影响。
表8  玻化微珠保温砂浆配比
Figure BDA0000180548258
2.改性硅酸钠的制备:将研磨后的硅酸钠与氢氧化钠混合,调整氢氧化钠的掺量,使硅酸钠的模数为1.35,得到改性硅酸钠;
3.玻化微珠表面改性剂制备:上述各物料按硅酸盐水泥20%、矿渣粉46%、偏高岭土24%、改性硅酸钠3.0 %、调凝剂0.8%、固体填料6.2%称取,均为质量百分比,然后将它们混合均匀,研磨至比表面积为380m2/kg,加入水,快搅3min,得到玻化微珠表面改性剂;
4. 玻化微珠保温骨料表面改性剂应用于对玻化微珠表面改性处理:将上述制备的玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,利用喷涂法对玻化微珠进行包覆, 30℃条件下在烘箱养护8h,得改性玻化微珠保温骨料,改性前后玻化微珠性能见表7,利用玻化微珠制备玻化微珠保温砂浆,实验配比及性能对比分别见表8和表9。
表9  玻化微珠保温砂浆性能
Figure BDA0000180548259
注:A1~A4采用未改性玻化微珠为骨料,B1~B4采用改性玻化微珠为骨料。
通过表9说明:随着玻化微珠掺量的增加,保温砂浆的干密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和软化系数不断降低。同一掺量下,以骨胶比为1.6(A3和B3)为例,B3干密度和导热系数较A3低,抗压强度、抗折强度和软化系数较A3高。
实施例4:
1.偏高岭土的制备:高岭土由室温经过2小时的升温到880℃,保温2.5h,自然冷却至100℃以下,得到偏高岭土;
表10  改性前后玻化微珠性能对比
Figure BDA00001805482510
通过表10说明:经过改性后玻化微珠吸水率由42%降低到15%,由于玻化微珠表面包裹了一层无机的改性剂,使其表面强度得到提高,粒径、容重和导热系数增大。
 分别以改性前后的玻化微珠为骨料制备保温砂浆,通过改变玻化微珠的掺量,研究玻化微珠对保温砂浆性能的影响,实验配比见表11。
表11  玻化微珠保温砂浆配比
Figure BDA00001805482511
2.改性硅酸钠的制备:将研磨后的硅酸钠与氢氧化钠混合,调整氢氧化钠的掺量,使硅酸钠的模数为1.15,得到改性硅酸钠;
3.玻化微珠表面改性剂制备:上述各物料按硅酸盐水泥12%、矿渣粉40%、偏高岭土25%、改性硅酸钠7%、调凝剂1.0%、固体填料15%称取,均为质量百分比,然后将它们混合均匀,研磨至比表面积为340m2/kg,加入水,快搅3min,得到玻化微珠表面改性剂;
4. 玻化微珠保温骨料表面改性剂应用于对玻化微珠表面改性处理:将上述制备的玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,利用喷涂法对玻化微珠进行包覆, 45℃条件下在烘箱养护5h,得改性玻化微珠保温骨料,改性前后玻化微珠性能见表10,利用玻化微珠制备玻化微珠保温砂浆,实验配比及性能对比分别见表11和表12。
表12  玻化微珠保温砂浆性能
Figure BDA00001805482512
注:A1~A4采用未改性玻化微珠为骨料,B1~B4采用改性玻化微珠为骨料。
通过表12说明:保温砂浆的干密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和软化系数均随着玻化微珠掺量的增加而降低。对比改性前后玻化微珠对保温砂浆性能的影响,可以看出,在同一掺量下,以改性后玻化微珠为骨料制备的保温砂浆干密度和导热系数较以未改性玻化微珠为骨料制备的保温砂浆低,抗压强度、抗折强度和软化系数较以未改性玻化微珠为骨料制备的保温砂浆高。
实施例5:
1.偏高岭土的制备:高岭土由室温经过2小时的升温到800℃,保温4h,自然冷却至100℃以下,得到偏高岭土;
表13  改性前后玻化微珠性能对比
Figure BDA00001805482513
通过表13说明:玻化微珠经过表面改性后,其表面包裹了一层改性剂,使其吸水率降低,表面强度得到增强,粒径、容重和导热系数增大。
以改性前后玻化微珠为骨料,制备保温砂浆,通过改变其与胶凝材料的比例,研究玻化微珠对保温砂浆的影响,实验配比见表14。
表14  玻化微珠保温砂浆配比
Figure BDA00001805482514
2.改性硅酸钠的制备:将研磨后的硅酸钠与氢氧化钠混合,调整氢氧化钠的掺量,使硅酸钠的模数为0.95,得到改性硅酸钠;
3.玻化微珠表面改性剂制备:上述各物料按硅酸盐水泥10%、矿渣粉60%、偏高岭土15%、改性硅酸钠4.1%、调凝剂0.9%、固体填料10%称取,均为质量百分比,然后将它们混合均匀,研磨至比表面积为355m2/kg,加入水,快搅3min,得到玻化微珠表面改性剂;
4. 玻化微珠保温骨料表面改性剂应用于对玻化微珠表面改性处理:将上述制备的玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,利用喷涂法对玻化微珠进行包覆, 35℃条件下在烘箱养护7h,得改性玻化微珠保温骨料,改性前后玻化微珠性能见表13,利用玻化微珠制备玻化微珠保温砂浆,实验配比及性能对比分别见表14和表15。
表15  玻化微珠保温砂浆性能
Figure BDA00001805482515
注:A1~A4采用未改性玻化微珠为骨料,B1~B4采用改性玻化微珠为骨料。
通过表15说明:随着玻化微珠掺量的增加,保温砂浆的干密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和软化系数不断降低。同一掺量下,以骨胶比为1.4(A2和B2)为例,B2干密度和导热系数较A2低,抗压强度、抗折强度和软化系数较A2高。
实施例6:
1.偏高岭土的制备:高岭土由室温经过3小时的升温到880℃,保温2h,自然冷却至100℃以下,得到偏高岭土;
表16  改性前后玻化微珠性能对比
Figure BDA00001805482516
通过表16说明:玻化微珠改性前吸水率较大,经过改性后,其吸水率由42%降低到18%,说明玻化微珠经过改性后,其表面被一层表面改性剂包裹,从而降低了其吸水率,粒径和容重增大,导致导热系数叫改性前略有增大。同时,表面强度得到增强,使筒压强度(1MPa压力的体积损失率,%)由46%降低到20%。
利用改性改性前后的玻化微珠制备保温砂浆,实验配比见表17。
表17  玻化微珠保温砂浆配比
Figure BDA00001805482517
2.改性硅酸钠的制备:将研磨后的硅酸钠与氢氧化钠混合,调整氢氧化钠的掺量,使硅酸钠的模数为0.85,得到改性硅酸钠;
3.玻化微珠表面改性剂制备:上述各物料按硅酸盐水泥17%、矿渣粉51%、偏高岭土20%、改性硅酸钠8%、调凝剂1%、固体填料3%称取,均为质量百分比,然后将它们混合均匀,研磨至比表面积为330m2/kg,加入水,快搅3min,得到玻化微珠表面改性剂;
4. 玻化微珠保温骨料表面改性剂应用于对玻化微珠表面改性处理:将上述制备的玻化微珠表面改性剂,控制其初凝时间为20~40min,利用喷涂法对玻化微珠进行包覆, 45℃条件下在烘箱养护5h,得改性玻化微珠保温骨料,改性前后玻化微珠性能见表16,利用玻化微珠制备玻化微珠保温砂浆,实验配比及性能对比分别见表17和表18。
表18  玻化微珠保温砂浆性能
Figure BDA00001805482518
注:A1~A4采用未改性玻化微珠为骨料,B1~B4采用改性玻化微珠为骨料。
通过表18说明:随着玻化微珠掺量的增加,保温砂浆的干密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和软化系数不断降低。同一掺量下,以改性后玻化微珠为骨料制备的保温砂浆干密度和导热系数较以未改性玻化微珠为骨料制备的保温砂浆低,抗压强度、抗折强度和软化系数较以未改性玻化微珠为骨料制备的保温砂浆高。

Claims (8)

1.玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于它主要由硅酸盐水泥、矿渣粉、偏高岭土、改性硅酸钠、调凝剂和固体填料经机械研磨至比表面积为300~400m2/kg而组成,各原料所占质量百分比为:硅酸盐水泥10~20%,矿渣粉40~60%,偏高岭土15~30%,改性硅酸钠3~8%,调凝剂0.2~1.0%,固体填料3.0~15%。
2.根据权利要求1所述的玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于:所述的硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣水泥中的一种或几种以任意比混合。
3.根据权利要求1所述的玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于:所述的矿渣粉为水淬钢渣、铁尾矿、铅锌尾矿中的一种或几种以任意比混合。
4.根据权利要求1所述的玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于:所述的改性硅酸钠为硅酸钠固体与氢氧化钠固体按照质量百分比为2~4:1进行粉磨处理,使其模数在0.8~1.5之间。
5.根据权利要求1所述的玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于:所述的调凝剂为偏铝酸钠、硫酸钠、三乙醇胺或聚合磷酸铝中的一种或几种以任意比混合。
6.根据权利要求1所述的玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于:所述的固体填料为硅藻土、粉煤灰、硅灰、灰钙粉或双飞粉中的一种或几种以任意比混合。
7.根据权利要求1所述的玻化微珠保温骨料表面改性剂,其特征在于所述的偏高岭土是高岭土由室温经过2-3小时的升温到800-880℃,保温2-4h,自然冷却至100℃以下而得到。
8.改性的玻化微珠保温骨料,其特征在于它是将上述玻化微珠保温骨料表面改性剂控制初凝时间为20~40min,得浆体;利用喷涂法对玻化微珠进行包覆,在30~50℃条件下在烘箱养护3~8h,即得改性玻化微珠保温骨料。
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