CN107032650A - 一种用于增强抗压能力的混凝土及其添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于增强抗压能力的混凝土及其添加剂，分别以高岭土、白炭黑、异丙醇铝、氢氧化钠、去离子水、聚丙烯纤维、硝酸铬，吗啡啉等原料通过磁化，超声波震荡，微波紫外处理等改性手段制备出的纳米级添加剂用于混凝土中来增强混凝土的抗压能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于增强抗压能力的混凝土及其添加剂，属于混凝土技术领域。
背景技术
混凝土是一种水泥基复合材料，它是以水泥为胶结剂，结合各种集料、外加剂等而形成的水硬性胶凝材料。混凝土是当今用量最大的建筑材料，与其他建筑材料相比，混凝土生产能耗低、原料来源广、工艺简便、成本低廉且具有耐久、防火、适应性强、应用方便等特点。从社会发展和技术进步的角度来看在今后相当长的时间内，混凝土仍是应用最广、用量最大的建筑材料。然而，由于混凝土自重大、脆性大和强度（尤其是抗拉强度）低，影响和限制了它的使用范围；我通过发明一种纳米级添加剂用于混凝土中来增强其抗压能力，一定程度改善混凝土在抗压方面一些不足问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于增强抗压能力的混凝土及其添加剂，抗压效果很好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于增强抗压能力的混凝土添加剂，包括以下步骤：
步骤1、首先将高岭土，白炭黑和聚丙烯纤维在氦气氛围下超声波震荡3h;
步骤2、将高岭土,白炭黑和聚丙烯纤维加入到去离子水中磁力搅拌油浴加热100℃3h;
步骤3、将异丙醇铝，硝酸铬在氮气氛围下吹扫30mim,流速80ml/mim;
步骤4、吹扫后的异丙醇铝，硝酸铬加入到上述溶液里在磁力搅拌油浴加热110℃2h;
步骤5、然后在经过微波，紫外处理2h;
步骤6、将氢氧化钠溶液滴加到上述溶液里调节ph8.0-9.0之间，每分钟40滴速度滴加磁力搅拌油浴加热100℃2h;
步骤7、将吗啡啉模板剂在氦气氛围下超声波震荡3h，然后加入到上述溶液里；
步骤8、然后在室温下氩气氛围下老化48h;
步骤9、采用火焰喷射法初步合成纳米级添加剂，即将上述溶液加入到火焰喷射装置的针管里，然后加入高热值的CH4，并通入氧气，点火的同时将制得的溶液从针孔以离子的形式喷射出去在3000℃下迅速初步合成纳米级添加剂;
步骤10、将然后在离心分离机下离心分离，真空旋转蒸发器除水，鼓风干燥箱110℃干燥，最后在管式炉中第一次预烧，在20%氮气+80% 氦气气氛下，时间为90分钟，温度450℃,负压0.1MPa；然后第二次预烧在30%一氧化碳+70% 氦气气氛下时间为90分钟，温度大约650℃，常压下；最后第三次预烧在30%氮气+30% 空气+40%二氧化碳气氛下，时间为120分钟，温度850℃，0.1MPa；最终得到纳米级添加剂；
本发明还提供一种增强抗压能力的混凝土，包括上述的混凝土添加剂。
所述的混凝土还包括水泥、添加剂、水、减水剂、砂和碎石。
所述的混凝土按照重量计算包括，
水泥400-500份、水160-200份、减水剂8-10份、砂550份、碎石1100份，添加剂占混凝土总量的0.1-1%有益效果：本发明纳米级添加剂用于混凝土中来增强混凝土抗压能力效果很好，通过引入我发明的添加剂增强了混凝土内部的作用力，增强了混凝土的抗压强度作用。在制备过程中通过磁力搅拌，微波紫外处理，不同气氛下煅烧，这些改性方法使制得的纳米级添加剂能够降低水泥表面张力，使水泥颗粒更加润湿，使水化更加均匀从而提高混凝土的强度，其中制取高岭土，白炭黑质量比20:1的纳米级添加剂。20g高岭土，1g白炭黑，5g异丙醇铝，5g聚丙烯纤维，0.1g硝酸铬，3g吗啡啉,400ml去离子水,2mol/L 氢氧化钠溶液，还有制取高岭土，白炭黑质量比22:1的纳米级添加剂。22g高岭土，1g白炭黑，5g异丙醇铝，5g聚丙烯纤维，0.1g硝酸铬，3g吗啡啉,400ml去离子水,2mol/L 氢氧化钠溶液，这两比例下制得的纳米级添加剂应用于混凝土中抗压效果最好。
具体实施方式
实施例1
制取高岭土，白炭黑质量比20:1的纳米级添加剂。20g高岭土，1g白炭黑，5g异丙醇铝，5g聚丙烯纤维，0.1g硝酸铬，3g吗啡啉,400ml去离子水,2mol/L 氢氧化钠溶液。
步骤1、首先将高岭土，白炭黑和聚丙烯纤维在氦气氛围下超声波震荡3h;
步骤2、将20g高岭土,1g白炭黑和5g聚丙烯纤维加入到400ml去离子水中磁力搅拌油浴加热100℃3h;
步骤3、将异丙醇铝，硝酸铬在氮气氛围下吹扫30mim,流速80ml/mim;
步骤4、吹扫后的5g异丙醇铝，0.1g硝酸铬加入到上述溶液里在磁力搅拌油浴加热110℃2h;
步骤5、然后在经过微波，紫外处理2h;
步骤6、将2mol/L氢氧化钠溶液滴加到上述溶液里调节ph8.0-9.0之间，每分钟40滴速度滴加磁力搅拌油浴加热100℃2h;
步骤7、将3g吗啡啉模板剂在氦气氛围下超声波震荡3h，然后加入到上述溶液里；
步骤8、然后在室温下氩气氛围下老化48h;
步骤9、采用火焰喷射法初步合成纳米级添加剂，即将上述溶液加入到火焰喷射装置的针管里，然后加入高热值的CH4，并通入氧气，点火的同时将制得的溶液从针孔以离子的形式喷射出去在3000℃下迅速初步合成纳米级添加剂;
步骤10、将然后在离心分离机下离心分离，真空旋转蒸发器除水，鼓风干燥箱110℃干燥，最后在管式炉中第一次预烧，在20%氮气+80% 氦气气氛下，时间为90分钟，温度450℃,负压0.1MPa；然后第二次预烧在30%一氧化碳+70% 氦气气氛下时间为90分钟，温度大约650℃，常压下；最后第三次预烧在30%氮气+30% 空气+40%二氧化碳气氛下，时间为120分钟，温度850℃，0.1MPa；最终得到纳米级添加剂。
实施例2
制取高岭土，白炭黑质量比22:1的纳米级添加剂，22g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例3
制取高岭土，白炭黑质量比24:1的纳米级添加剂，24g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例4
制取高岭土，白炭黑质量比26:1的纳米级添加剂，26g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例5
制取高岭土，白炭黑质量比28:1的纳米级添加剂，28g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例6
制取高岭土，白炭黑质量比30:1的纳米级添加剂，30g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例7
制取高岭土，白炭黑质量比32:1的纳米级添加剂，22g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例8
制取高岭土，白炭黑质量比20:1的纳米级添加剂，20g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例9
制取高岭土，白炭黑质量比18:1的纳米级添加剂，18g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例10
制取高岭土，白炭黑质量比16:1的纳米级添加剂，16g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例11
制取高岭土，白炭黑质量比14:1的纳米级添加剂，14g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例12
制取高岭土，白炭黑质量比12:1的纳米级添加剂，12g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例13
制取高岭土，白炭黑质量比10:1的纳米级添加剂，10g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例14
制取高岭土，白炭黑质量比8:1的纳米级添加剂，8g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例1
制取高岭土，白炭黑质量比22:1的纳米级添加剂，22g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量实施例1一样，其中操作在超声波震荡的时候不在氦气氛围下而是在空气氛围下，其他操作相同。
对照例2
制取高岭土，白炭黑质量比22:1的纳米级添加剂，22g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量跟实施例1一样，其中不在磁力搅拌下搅拌而是普通机械搅拌溶液，其他操作相同。
对照例3
制取高岭土，白炭黑质量比22:1的纳米级添加剂，22g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量跟实施例1一样，其中不经过微波紫外处理，其他操作相同。
对照例4
制取高岭土，白炭黑质量比22:1的纳米级添加剂，22g高岭土，1g白炭黑。其他原料用量跟实施例1一样，其中不经过各种气体氛围下煅烧，只是在空气氛围下600℃煅烧，其他操作相同。
试验方法
依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》( GB /T50081-2002) 规定的方法，分别试混凝土28 d、56 d
和84 d 的立方体抗压强度，混凝土试件尺寸为100 mm × 100 mm × 100 mm;将上述制得的添加纳米级添加剂的混凝土按上述标准测试；另设一组空白组，不添加我发明的纳米级添加剂的混凝土。
混凝土组份：水泥500份、水165份、减水剂9份、砂550份、碎石1100份，按照0.1%质量添加上述各实施例以及对比例的添加剂，
本试验用水泥由徐州淮海中联水泥有限公司生产的PO42.5普通硅酸盐水泥，
水为徐州市饮用自来水，
减水剂采用徐州云龙混凝土外加剂厂生产的MN高效减水剂，为黄褐色粉末，其减水率为15%～25%。
碎石采自徐州九里山采石场，连续级配，试验前对其进行过筛，满足最大粒径20mm连续级配要求，压碎指标9.1%，表观密度为2.72g/cm3，砂为普通河砂。
表一混凝土的28 d、56 d和84 d 的立方体抗压强度MPa,
实验结果表明：对比所有实施列可以发现实施例1,2制备的添加纳米级添加剂的混凝土抗压果最好，该纳米级添加剂能够有效的降低水泥表面张力，使水泥颗粒更加润湿，使水化更加均匀从而提高混凝土的强度。说明高岭土，白炭黑质量比20:1，22:1的这两种纳米级添加剂，内部各部分之间的协同作用最好对降低水泥表面张力效果最明显。其它比例下制得的添加纳米级添加剂的混凝土抗压一般效果不是很好。对比实施例2，对比例1,2,3,4可以发现。不经过氦气氛围下超声波震荡，磁力搅拌，微波紫外处理，三次不同气体氛围比例煅烧，制得的纳米级添加剂用于混凝土中抗压效果不好。
Claims (7)
1.一种用于增强抗压能力的混凝土添加剂，其特征在于，以高岭土、白炭黑、异丙醇铝、氢氧化钠、去离子水、聚丙烯纤维、硝酸铬，吗啡啉等原料通过磁化，超声波震荡，微波紫外处理等改性手段制备。
2.根据权利要求1所述的用于增强抗压能力的混凝土添加剂，其特征在于，具体制备方法如下：
步骤1、首先将高岭土，白炭黑和聚丙烯纤维在氦气氛围下超声波震荡；
步骤2、将高岭土,白炭黑和聚丙烯纤维加入到去离子水中搅拌油浴加热;
步骤3、将异丙醇铝，硝酸铬在氮气氛围下吹扫;
步骤4、吹扫后的异丙醇铝，硝酸铬加入到上述溶液里在搅拌油浴加热;
步骤5、然后在经过微波，紫外处理2h;
步骤6、将氢氧化钠溶液滴加到上述溶液里调节ph8.0-9.0之间，每分钟40滴速度滴加搅拌油浴加热;
步骤7、将吗啡啉模板剂在氦气氛围下超声波震荡，然后加入到上述溶液里；
步骤8、然后在室温下氩气氛围下老化;
步骤9、采用火焰喷射法初步合成纳米级添加剂，即将上述溶液加入到火焰喷射装置的针管里，然后加入高热值的CH4，并通入氧气，点火的同时将制得的溶液从针孔以离子的形式喷射出去在3000℃下迅速初步合成纳米级添加剂;
步骤10、将然后在离心分离机下离心分离，真空旋转蒸发器除水，鼓风干燥箱干燥，最后在管式炉中预烧；最终得到纳米级添加剂。
3.根据权利要求2所述的用于增强抗压能力的混凝土添加剂，其特征在于，所述的步骤10中，管式炉中有三次预烧，第一次预烧，在20%氮气+80% 氦气气氛下，时间为90分钟，温度450℃, 负压0.1MPa；然后第二次预烧在30%一氧化碳+70% 氦气气氛下时间为90分钟，温度大约650℃，常压下；最后第三次预烧在30%氮气+30% 空气+40%二氧化碳气氛下，时间为120分钟，温度850℃，0.1MPa。
4.根据权利要求2所述的用于增强抗压能力的混凝土添加剂，其特征在于，所述的步骤2、4、6中的搅拌步骤为磁力搅拌。
5.一种增强抗压能力的混凝土，其特征在于，包括如权1-4所述的混凝土添加剂。
6.根据权利要求5所述的用于增强抗压能力的混凝土，其特征在于，
所述的混凝土还包括水泥、添加剂、水、减水剂、砂和碎石。
7.根据权利要求6所述的用于增强抗压能力的混凝土，其特征在于，按照重量计算
水泥400-500份、水160-200份、减水剂8-10份、砂550份、碎石1100份，添加剂占混凝土总量的0.1-1%。
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Application publication date: 20170811 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |