CN105272016B - 一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆及其制备方法。本发明的制备原料包括有：纳米氮化钛 0.02～5份，氮化钛晶须 0.02～5份，水泥 20～40份，掺合料15～50份，增稠剂 0.02～5份，减水剂 0.02～5份，砂混合物 35～75份。本发明的制备方法是将上述原料先制备复合胶凝材料、砂混合物和外加剂，将所得复合胶凝材料、砂混合物、外加剂按照一定比例混合均匀即可。本发明改善了砂浆固有的硬脆性的缺点，提高了砂浆的强度、抗开裂、抗渗漏等性能，本发明提供的工艺简单，过程可控，力学性能良好，成本低廉，性价比高，可用于多种干混砂浆。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆及其制备方法。
背景技术
干混砂浆是一种新型绿色建筑材料，由胶凝材料、细集料、掺合料和添加剂（增稠剂，减水剂）按一定配比配制，在工厂预混而成的干态混合物。该砂浆通过散装或袋装运输到工地，加水搅拌后即可使用。
干混砂浆因其良好的环保性、质量稳定性、和品种多样性等优点，得到了快速发展，然而随着掺合料用量的增加，目前干混砂浆普遍具有以下缺陷，如抗压强度低，粘结性能差，收缩率大等，从而导致目前使用的干混砂浆性能不稳定，甚至出现开裂、渗漏、脱落等一些列问题。
氮化钛具有硬度高(HV=2100GPa)、化学稳定性好等优点，而纳米氮化钛因其小尺寸和促进水泥水化的特点可提高砂浆的强度，氮化钛晶须因其较高的抗拉强度可提高砂浆的抗裂性能，减小收缩率，因此纳米氮化钛和氮化钛晶须可以作为干混砂浆增强材料，赋予干混砂浆高的强度和高的韧性，拓宽干混砂浆的应用范围。纳米氮化钛和氮化钛晶须如与干混砂浆进行良好复合可以实现两种材料的优势互补或加强，不仅大幅度提高干混砂浆的强度，还能增加其韧性等。然而目前，纳米氮化钛和氮化钛晶须用于增强干混砂浆的研究没有相关报道和专利申请。
发明内容
综上所述，为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆，有如下质量份原料制成：
纳米氮化钛 0.02～5份
氮化钛晶须 0.02～5份
水泥 20～40份
掺合料 15～50份
增稠剂 0.02～5份
减水剂 0.02～5份
砂混合物 35～75份。
进一步，所述的纳米氮化钛和氮化钛晶须的质量比可以是任意比，优选为， 1：（0.1～100）。
进一步，所述的纳米氮化钛的D50小于30nm，D95小于70nm，所述的氮化钛晶须直径小于10µm，长径比为10～500；优选为，纳米氮化钛的D50小于20nm，D95小于50nm；所述的氮化钛晶须直径小于5µm，长径比为20～300。
进一步，所述的水泥为市售水泥。
进一步，所述的掺合料包括：粉煤灰、石灰。
进一步，所述的增稠剂为纤维素阿拉伯胶、聚乙烯醇中的一种或任意两种及以上的组合。
进一步，所述的减水剂为减水剂萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂中的一种或任意两种及以上的组合。
进一步，所述的砂混合物为石英质砂，掺入量为水泥和掺合料总质量的1.5～3倍，优选为1.9～2.7倍。
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
a、预先将水泥、粉煤灰、石灰按照质量比例为：1：（0.5～2）：（0.1～0.7），混合均匀得复合胶凝材料；
b、按复合胶凝材料质量的1.5～3倍称取砂混合物；
c、将纳米氮化钛和氮化钛晶须与增稠剂、减水剂按照质量比为1：（0.05～25）：（0.05～25）配成外加剂，优选为1：（0.5-10）：（0.5-10）混合均匀备用；
d、将以上所得复合胶凝材料、砂混合物、外加剂按照质量比例为:1:(1.5～3):（0.0008～0.6）混合均匀即可得干混砂浆。
有益效果：
本发明提供的干混砂浆及其制备方法，改善了砂浆固有的硬脆性的缺点，提高了砂浆的强度、抗开裂、抗渗漏等性能，本发明提供的工艺简单，过程可控，力学性能良好，成本低廉，性价比高，可用于多种干混砂浆。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步阐述本发明。下述实施例中所用的原材料等，如无特别说明，均为市售。
对比例
将0.4份水泥、0.5份粉煤灰、0.1份石灰机械搅拌均匀后，再掺入2份砂经机械搅拌均匀，最后加入0.01份增稠剂、0.01份减水剂混合均匀，制得干混砂浆。按照标准方法测试抗压强度，粘结强度和收缩率，具体数据见表1。
实施例1
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
将0.4份水泥、0.5份粉煤灰、0.1份石灰机械搅拌均匀后，再掺入2份砂经机械搅拌均匀，最后加入0.005份的纳米氮化钛和氮化钛晶须（两者质量比为7:3）、0.01份增稠剂、0.01份减水剂混合均匀，制得干混砂浆。按照标准方法测试抗压强度，粘结强度和收缩率，具体数据见表1。
实施例2
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
将0.4份水泥、0.5份粉煤灰、0.1份石灰机械搅拌均匀后，再掺入2份砂经机械搅拌均匀，最后加入0.01份的纳米氮化钛和氮化钛晶须（两者比例为质量比7:3）、0.01份增稠剂、0.01份减水剂混合均匀，制得干混砂浆。按照标准方法测试抗压强度，粘结强度和收缩率，具体数据见表1。
实施例3
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
将0.4份水泥、0.5份粉煤灰、0.1份石灰机械搅拌均匀后，再掺入2份砂经机械搅拌均匀，最后加入0.02份的纳米氮化钛和氮化钛晶须（两者质量比为7:3）、0.01份增稠剂、0.01份减水剂混合均匀，制得干混砂浆。按照标准方法测试抗压强度，粘结强度和收缩率，具体数据见表1。
实施例4
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
将0.4份水泥、0.5份粉煤灰、0.1份石灰机械搅拌均匀后，再掺入2份砂经机械搅拌均匀，最后加入0.05份的纳米氮化钛和氮化钛晶须（两者质量比为7:3）、0.01份增稠剂、0.02份减水剂混合均匀，制得干混砂浆。按照标准方法测试抗压强度，粘结强度和收缩率，具体数据见表1。
实施例5
一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
将0.4份水泥、0.5份粉煤灰、0.1份石灰机械搅拌均匀后，再掺入2份砂经机械搅拌均匀，最后加入0.02份的纳米氮化钛和氮化钛晶须（两者质量比为4:6）、0.01份增稠剂、0.02份减水剂混合均匀，制得干混砂浆。按照标准方法测试抗压强度，粘结强度和收缩率，具体数据见表1。
表1 干混砂浆物理性能对比
| 试件分组 | 抗压强度/MPa | 粘结强度/MPa | 收缩率（28d）/% |
| 对比例 | 15.1 | 0.25 | 0.13 |
| 实施例1 | 17.8 | 0.32 | 0.12 |
| 实施例2 | 18.6 | 0.41 | 0.12 |
| 实施例3 | 20.1 | 0.55 | 0.10 |
| 实施例4 | 15.4 | 0.46 | 0.09 |
| 实施例5 | 19.6 | 0.60 | 0.09 |
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1. 一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于，由如下质量份原料制成：
纳米氮化钛 0.02～5份
氮化钛晶须 0.02～5份
水泥 20～40份
掺合料 15～50份
增稠剂 0.02～5份
减水剂 0.02～5份
砂混合物 35～75份，
所述的掺合料包括粉煤灰和石灰；
所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、预先将水泥、粉煤灰、石灰按照质量比例为：1:（0.5～2）:（0.1～0.7），混合均匀得胶凝材料；
b、按胶凝材料质量的1.5～3倍称取砂混合物；
c、将纳米氮化钛和氮化钛晶须与增稠剂、减水剂按照质量比为1:（0.5-10）:（0.5-10）混合均匀配成外加剂备用；
d、将以上所得胶凝材料、砂混合物、外加剂按照质量比例为1:(1.5～3): （0.0008～0.6）混合均匀即可得干混砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于，所述的纳米氮化钛和氮化钛晶须的质量比为1:（0.1～100）。
3.根据权利要求1所述的一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于，所述的纳米氮化钛的D50小于20nm，D95小于50nm；所述的氮化钛晶须直径小于5µm，长径比为20～300。
4.根据权利要求1所述的一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于，所述的水泥为市售水泥。
5.根据权利要求1所述的一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述的增稠剂为纤维素阿拉伯胶、聚乙烯醇中的一种或两种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述的减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂中的一种或任意两种及以上的组合。
7.根据权利要求1所述的一种纳米氮化钛和氮化钛晶须干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述的砂混合物为石英质砂。
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