CN106747071A - 一种高效节能保温防冻砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种高效节能保温防冻砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效节能保温防冻砂浆及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥5‑15份、海泡石粉8‑13份、粉煤灰6‑10份、高岭土5‑8份、陶瓷粉1‑2份、醋酸纤维8‑15份、聚酰亚胺纤维5‑10份、聚酯纤维6‑9份、有机硅改性环氧树脂5‑8份、二辛基琥珀酸磺酸钠4‑7份、三聚磷酸钠2‑3份、椰油酰胺基丙基甜菜碱1‑2份、氮化硅1‑2份、二硼化钛1‑2份、磷酸二氢钾2‑5份、减水剂1‑4份、稳定剂2‑3份、偶联剂1‑3份。制备而成的高效节能保温防冻砂浆,其具有防冻特性，适应于低温地区使用，保温隔热效果好。同时，还公开了这种高效节能保温防冻砂浆的制备方法。

Description

一种高效节能保温防冻砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及节能材料领域，特别涉及到一种高效节能保温防冻砂浆及其制备方法。
背景技术
我国建筑中应用于结构的主要建筑材料是混凝土，天然砂是其主要的细骨架，目前多数地区应用的是天然砂，天然砂属于地方资源，而且短期内不可再生；随着建设量的增加，我国不少地区天然砂已近枯竭，同时由于天然河砂的过渡开采会对生态环境造成破坏，许多地方已严禁或限制开采天然河砂，由此导致工程用砂供需矛盾日益突出；目前的混凝土还不具备以上的综合性能或者成本较高，需要进一步改进性能，以满足我国不断加深的钻井建设的需要，同时提高经济效益，推动社会更快地进步。所以本发明利用简单易得的原材料进行复合砂浆的研制，在提高其节能效率的基础上，同时具备保温、防冻等功能，使其可以在多种环境中施工，提高材料的利用和推广范围。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高效节能保温防冻砂浆及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的高效节能保温防冻砂浆，其具有防冻特性，适应于低温地区使用，保温隔热效果好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
高效节能保温防冻砂浆，由下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥5-15份、海泡石粉8-13份、粉煤灰6-10份、高岭土5-8份、陶瓷粉1-2份、醋酸纤维8-15份、聚酰亚胺纤维5-10份、聚酯纤维6-9份、有机硅改性环氧树脂5-8份、二辛基琥珀酸磺酸钠4-7份、三聚磷酸钠2-3份、椰油酰胺基丙基甜菜碱1-2份、氮化硅1-2份、二硼化钛1-2份、磷酸二氢钾2-5份、减水剂1-4份、稳定剂2-3份、偶联剂1-3份。
优选地，所述减水剂为木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛缩合物、蜜胺减水剂、甲基多萘磺酸钠中的一种或几种。
优选地，所述稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯、环氧硬脂酸丁酯中的任意一种。
优选地，所述偶联剂选自三羟酰基钛酸异丙酯、三硬脂酰基钛酸异丙酯、醇胺脂肪酸钛酸酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯中的任意一种或几种。
所述的高效节能保温防冻砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、稳定剂、偶联剂和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至300-420℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为500-600转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、减水剂，搅拌均匀后静置1-2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为200-250目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在惰性气体环境中养护1-2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
优选地，所述惰性气体为二氧化碳气体。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的高效节能保温防冻砂浆，以普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉、醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂为主要成分，通过加入二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、二硼化钛、磷酸二氢钾、减水剂、稳定剂、偶联剂，辅以研磨切割、高温混炼、冷却静置、过筛分选、注模养护、切割塑形等工艺，使得制备而成的高效节能保温防冻砂浆，其坚韧牢固、施工简单、环保无污染，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的高效节能保温防冻砂浆原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取普通硅酸盐水泥5份、海泡石粉8份、粉煤灰6份、高岭土5份、陶瓷粉1份、醋酸纤维8份、聚酰亚胺纤维5份、聚酯纤维6份、有机硅改性环氧树脂5份、二辛基琥珀酸磺酸钠4份、三聚磷酸钠2份、椰油酰胺基丙基甜菜碱1份、氮化硅1份、二硼化钛1份、磷酸二氢钾2份、木质素磺酸镁1份、硬脂酸钡2份、三羟酰基钛酸异丙酯1份；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、硬脂酸钡、三羟酰基钛酸异丙酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至300℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为500转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、木质素磺酸镁，搅拌均匀后静置1小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的高效节能保温防冻砂浆的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取普通硅酸盐水泥8份、海泡石粉9份、粉煤灰7份、高岭土6份、陶瓷粉1份、醋酸纤维10份、聚酰亚胺纤维7份、聚酯纤维7份、有机硅改性环氧树脂6份、二辛基琥珀酸磺酸钠5份、三聚磷酸钠2份、椰油酰胺基丙基甜菜碱1份、氮化硅1份、二硼化钛1份、磷酸二氢钾3份、萘磺酸盐甲醛缩合物2份、月桂酸钡2份、三硬脂酰基钛酸异丙酯1份；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、月桂酸钡、三硬脂酰基钛酸异丙酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至350℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为530转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、萘磺酸盐甲醛缩合物，搅拌均匀后静置1.3小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为220目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1.3小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的高效节能保温防冻砂浆的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取普通硅酸盐水泥13份、海泡石粉12份、粉煤灰9份、高岭土7份、陶瓷粉2份、醋酸纤维13份、聚酰亚胺纤维9份、聚酯纤维8份、有机硅改性环氧树脂7份、二辛基琥珀酸磺酸钠6份、三聚磷酸钠3份、椰油酰胺基丙基甜菜碱2份、氮化硅1份、二硼化钛1份、磷酸二氢钾2份、蜜胺减水剂1份、亚磷酸三苯酯2份、醇胺脂肪酸钛酸酯1份；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、亚磷酸三苯酯、醇胺脂肪酸钛酸酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至400℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为580转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、蜜胺减水剂，搅拌均匀后静置1.7小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为240目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1.7小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的高效节能保温防冻砂浆的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取普通硅酸盐水泥15份、海泡石粉13份、粉煤灰10份、高岭土8份、陶瓷粉2份、醋酸纤维15份、聚酰亚胺纤维10份、聚酯纤维9份、有机硅改性环氧树脂8份、二辛基琥珀酸磺酸钠7份、三聚磷酸钠3份、椰油酰胺基丙基甜菜碱2份、氮化硅2份、二硼化钛2份、磷酸二氢钾5份、甲基多萘磺酸钠4份、环氧硬脂酸丁酯3份、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯3份；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、环氧硬脂酸丁酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至420℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为600转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、甲基多萘磺酸钠，搅拌均匀后静置2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为250目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的高效节能保温防冻砂浆的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取普通硅酸盐水泥5份、海泡石粉8份、粉煤灰6份、高岭土5份、醋酸纤维8份、聚酰亚胺纤维5份、聚酯纤维6份、有机硅改性环氧树脂5份、二辛基琥珀酸磺酸钠4份、三聚磷酸钠2份、氮化硅1份、二硼化钛1份、磷酸二氢钾2份、木质素磺酸镁1份、硬脂酸钡2份、三羟酰基钛酸异丙酯1份；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、氮化硅、硬脂酸钡、三羟酰基钛酸异丙酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至300℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为500转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、木质素磺酸镁，搅拌均匀后静置1小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的高效节能保温防冻砂浆的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取普通硅酸盐水泥15份、海泡石粉13份、粉煤灰10份、高岭土8份、陶瓷粉2份、醋酸纤维15份、聚酰亚胺纤维10份、聚酯纤维9份、二辛基琥珀酸磺酸钠7份、三聚磷酸钠3份、椰油酰胺基丙基甜菜碱2份、氮化硅2份、磷酸二氢钾5份、甲基多萘磺酸钠4份、环氧硬脂酸丁酯3份、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯3份；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、环氧硬脂酸丁酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至420℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为600转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入磷酸二氢钾、甲基多萘磺酸钠，搅拌均匀后静置2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为250目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的高效节能保温防冻砂浆的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的高效节能保温防冻砂浆进行导热系数、抗冻性质量损失、抗拉强度和抗压强度这几项性能测试。
表1
导热系数（W/m.K,22℃) 抗冻性质量损失% 抗拉强度Kpa 抗压强度Mpa
实施例1 0.061 1.02 268.84 5.9
实施例2 0.058 1.05 265.74 5.8
实施例3 0.059 1.07 267.06 5.9
实施例4 0.060 1.06 266.68 6.1
对比例1 0.094 2.80 207.38 3.4
对比例2 0.099 2.16 221.92 3.7
本发明的高效节能保温防冻砂浆，以普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉、醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂为主要成分，通过加入二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、二硼化钛、磷酸二氢钾、减水剂、稳定剂、偶联剂，辅以研磨切割、高温混炼、冷却静置、过筛分选、注模养护、切割塑形等工艺，使得制备而成的高效节能保温防冻砂浆，其坚韧牢固、施工简单、环保无污染，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的高效节能保温防冻砂浆原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种高效节能保温防冻砂浆，其特征在于：由下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥5-15份、海泡石粉8-13份、粉煤灰6-10份、高岭土5-8份、陶瓷粉1-2份、醋酸纤维8-15份、聚酰亚胺纤维5-10份、聚酯纤维6-9份、有机硅改性环氧树脂5-8份、二辛基琥珀酸磺酸钠4-7份、三聚磷酸钠2-3份、椰油酰胺基丙基甜菜碱1-2份、氮化硅1-2份、二硼化钛1-2份、磷酸二氢钾2-5份、减水剂1-4份、稳定剂2-3份、偶联剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的高效节能保温防冻砂浆，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛缩合物、蜜胺减水剂、甲基多萘磺酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高效节能保温防冻砂浆，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯、环氧硬脂酸丁酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的高效节能保温防冻砂浆，其特征在于：所述偶联剂选自三羟酰基钛酸异丙酯、三硬脂酰基钛酸异丙酯、醇胺脂肪酸钛酸酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的高效节能保温防冻砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将普通硅酸盐水泥、海泡石粉、粉煤灰、高岭土、陶瓷粉加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将醋酸纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、有机硅改性环氧树脂、二辛基琥珀酸磺酸钠、三聚磷酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氮化硅、稳定剂、偶联剂和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至300-420℃，反应时间为30分钟，搅拌速度为500-600转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入二硼化钛、磷酸二氢钾、减水剂，搅拌均匀后静置1-2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为200-250目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在惰性气体环境中养护1-2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
6.根据权利要求5所述的高效节能保温防冻砂浆的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，惰性气体为二氧化碳气体。
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