CN107089817A - 一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法,所述混凝土主要原料按重量份计包括:煅烧赤泥粉15‑20份、粉煤灰24‑32份、生石膏5‑10份、生石灰12‑18份、微细二氧化硅气凝胶0.3‑0.5份,复合增韧材料2‑3份、水泥20‑30份、减水剂1‑2份、聚丙烯酸酯1‑2份,Tris‑HCl缓冲溶液2‑5份,水10‑18份。本发明的混凝土增强增韧的复合材料,将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合,通过多步骤表面共价反应,形成了一种独特的复合体系,能够在混凝土中充分分散,有效发挥材料协同增韧的效果,使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性。

Description

一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术
在现有的加气混凝土产品中,水泥-石灰-粉煤灰加气混凝土因其具有材料来源广泛、产品质量较好,实现了粉煤灰的综合利用,占据较大的市场份额。近年来随着环境治理的多项措施出台,火力发电企业逐渐减少,粉煤灰的产量降低,导致粉煤灰价格上涨,此外由于粉煤灰分散性较强,导致坯体易塌模,成品脆性大,在运输以及使用过程中容易出现空鼓、破损、开裂等问题,为了改善这一现象,通常需要增加蒸压加气混凝土的韧性,本发明的混凝土增韧用复合增韧材料,将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合,通过多步骤表面共价反应,形成了一种独特的复合体系,制备出的复合材料能够在混凝土中充分分散,有效发挥材料协同增韧的效果,使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性,是一种高性能混凝土增强增韧复合材料,赋予混凝土良好的韧性、各向同性、抗疲劳性,是一种高性能混凝土增韧材料,制备的复合增韧蒸压加气混凝土具有很好的强度与韧性,可以广泛的应用于房屋建筑领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法,本发明采用一种可用于混凝土增韧的复合材料,它是原始埃洛石纳米管经活化处理的基础上,与亚硫酰氯反应,将埃洛石纳米管的表面羧基转化为酰氯官能团后,与双官能团有机化合物反应,再与三聚氯氰反应,得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石纳米管,最后与甲基纤维素通过亲核取代反应而制备得到。该复合材料中,埃洛石纳米管与甲基纤维素的质量含量比约为1:0.1-0.5,可使所得混凝土具有良好的韧性、抗疲劳性、各向同性、抗冲击,抗震与抗裂性能。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种复合增韧蒸压加气混凝土,其所用原料按重量份计包括:
煅烧赤泥粉15-20份、粉煤灰24-32份、生石膏5-10份、生石灰12-18份、微细二氧化硅气凝胶0.3-0.5份,复合增韧材料2-3份、水泥20-30份、减水剂1-2份、聚丙烯酸酯1-2份,Tris-HCl缓冲溶液2-5份,水10-18份。
所述减水剂为市售的萘系高效减水剂,其减水率为18-24%。
A复合增韧材料的制备方法,它包括以下步骤:
(1)将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中,在40-55 ℃下搅拌6-15h后,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于70-80 ℃下超声10-16 h,然后以4000-5000rpm的转速离心30-40 min,分离固体并经有机溶剂Q洗净后,再在25-35℃下真空干燥30-50h;
(2)将上述步骤(1)处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合,在50-60 ℃下搅拌5-15 h后,在氮气保护下、在20 kHz、150 KW的超声波清洗机中于70-85 ℃下超声反应6-10 h后,减压蒸除三乙胺和有机溶剂P,再经混合溶剂R洗净后,在10-20℃下真空干燥24-48 h;
(3)将上述步骤(2)处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合,在0-10℃下搅拌12-24 h,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于0-10 ℃下超声3-8 h后,再在0-10 ℃下反应24-72 h后,经四氢呋喃洗净,在10-15℃下真空干燥24-56 h;
(4)将上述步骤(3)处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后,加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中,在10-20℃下搅拌5-10 h,再在40 kHz、300 KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5 h,在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应36-56 h后,再升温至80-95℃恒温反应24-48h,减压蒸除溶剂,用水洗净后,在40℃下真空干燥24-48 h后得到复合增韧材料产品。
上述步骤(1)中经活化处理的埃洛石纳米管为6-30 kg,亚硫酰氯为10-60 kg;有机溶剂P为50-230 L。
上述步骤(1)中的有机溶剂P为甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种。
上述步骤(1)中的有机溶剂Q为无水丙酮或四氯化碳中的一种。
上述步骤(2)中的埃洛石纳米管为5-30 kg;双官能团有机化合物为1-8 kg;三乙胺为1-6 L;有机溶剂P为50-220 L。
上述步骤(2)中的双官能团有机化合物为1,3-丙二胺、乙二胺和l,6-己二胺中的一种。
上述步骤(2)中的混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成,其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。
上述步骤(3)中的埃洛石纳米管为5-20 kg;三聚氯氰为0.5-5 kg;四氢呋喃为60-230 L。
上述步骤(4)中的埃洛石纳米管为5-20 kg;溶解埃洛石纳米管的N,N’-二甲基甲酰胺为50-200 L;甲基纤维素为1-5 kg;溶解甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺为10-50 L。
上述步骤(4)中的甲基纤维素的粘均分子量为3000-20000,取代度为0.5-2.0。
在上述步骤(1)中所述经活化处理的埃洛石纳米管的活化处理包括以下步骤:
1)取埃洛石纳米管,经机械粉碎处理并用350目筛选后待用;
2)在两个相同的15 L尼龙罐中各装入60颗直径为5 mm的不锈钢球和50颗直径为10 mm的不锈钢球,然后分别加入经步骤1)处理后的埃洛石纳米管6 kg,再分别滴加600 ml无水乙醇,并用尼龙盖密封;将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中,在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨40-56 h后,得到平均长度为200-230 nm的短切埃洛石纳米管;
3)取步骤2)短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的吐温 20的水溶液中超声24 h,过滤,用水洗净后,于68-70℃下真空干燥30 h后得到活化处理的埃洛石纳米管。
所述的埃洛石纳米管为市售产品,其主要规格:性状:白色粉末;组成:SiO2:58.1、Al2O3:41.02、TiO2:0.17、Fe2O3:0.38、P2O5:0.16;管内径:15-22 nm;管外径:40-70 nm;长度:<1.5 μm;比表面积:53.4 m2/g;密度:2.5-2.6g/cm3
所述的吐温20为市售,其主要规格:性状:浅黄色粘稠液体;活性物:98-99%;酸值(KOHmg/g):≤1.0;羟值(KOHmg/g):80-108;HLB值:16.7;皂化值(KOHmg/g):40-50;水份(%):≤1.0。
B 将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、微细二氧化硅气凝胶,复合增韧材料、水泥、减水剂、聚丙烯酸酯,Tris-HCl按比例混合,进行干搅拌15分钟,然后加入适量水,再次搅拌30分钟,然后制备成混凝土制品,标养28天,就得到了复合增韧蒸压加气混
凝土产品。
与已有技术相比,本发明的技术方案有如下有益效果:
本发明所提供的可用于混凝土增强增韧的复合材料环境友好,在常规有机溶剂中具有良好的溶解性,在水中具有良好的分散性。该复合材料的制备条件容易满足,且原料来源丰富,成本较低。
本发明的混凝土增强增韧的复合材料,将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合,通过多步骤表面共价反应,形成了一种独特的复合体系,能够在混凝土中充分分散,有效发挥材料协同增韧的效果,使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性,是一种高性能混凝土增强增韧复合材料。
具体实施方法
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案,但本发明的包括范围不限于此:
实施例1
一种复合增韧蒸压加气混凝土,所述混凝土主要原料按重量份计包括:
煅烧赤泥粉15份、粉煤灰24份、生石膏5份、生石灰12份、微细二氧化硅气凝胶0.3份,复合增韧材料2份、水泥20份、减水剂1份、聚丙烯酸酯1份,Tris-HCl缓冲溶液2份,水10份;所述减水剂为市售的萘系高效减水剂,其减水率为18%。
所述复合增韧材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中,在40 ℃下搅拌6h后,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于70 ℃下超声10 h,然后以4000 rpm的转速离心30min,分离固体并经有机溶剂Q洗净后,再在25℃下真空干燥30 h;
(2)将上述步骤(1)处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合,在50℃下搅拌5 h后,在氮气保护下、在20 kHz、150 KW的超声波清洗机中于70 ℃下超声反应6h后,减压蒸除三乙胺和有机溶剂P,再经混合溶剂R洗净后,在10℃下真空干燥24 h;
(3)将上述步骤(2)处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合,在0℃下搅拌12h,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于0 ℃下超声3h后,再在0 ℃下反应24 h后,经四氢呋喃洗净,在10℃下真空干燥24 h;
(4)将上述步骤(3)处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后,加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中,在10℃下搅拌5 h,再在40 kHz、300 KW的超声波清洗机中于10℃下超声1 h,在氮气保护下升温至40℃恒温反应36 h后,再升温至80℃恒温反应24h,减压蒸除溶剂,用水洗净后,在40℃下真空干燥24h后得到复合增韧材料产品。
所述有机溶剂P为甲苯;所述有机溶剂Q为无水丙酮;所述双官能团有机化合物为1,3-丙二胺;所述混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成,其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。
步骤(1)中经活化处理的埃洛石纳米管为6 kg,亚硫酰氯为10 kg;有机溶剂P为50L。
步骤(2)中的埃洛石纳米管为5 kg;双官能团有机化合物为1kg;三乙胺为1L;有机溶剂P为50L。
步骤(3)中的埃洛石纳米管为5 kg;三聚氯氰为0.5 kg;四氢呋喃为60 L。
步骤(4)中的埃洛石纳米管为5 kg;溶解埃洛石纳米管的N,N’-二甲基甲酰胺为50L;甲基纤维素为1kg;溶解甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺为10 L。
步骤(4)中的甲基纤维素的粘均分子量为3000,取代度为0.5。
步骤(1)中所述经活化处理的埃洛石纳米管的活化处理包括以下步骤:
1)取埃洛石纳米管,经机械粉碎处理并用350目筛选后待用;
2)在两个相同的15 L尼龙罐中各装入60颗直径为5 mm的不锈钢球和50颗直径为10 mm的不锈钢球,然后分别加入经步骤1)处理后的埃洛石纳米管6 kg,再分别滴加600 ml无水乙醇,并用尼龙盖密封;将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中,在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨40 h后,得到平均长度为230 nm的短切埃洛石纳米管;
3)取步骤2)短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的吐温 20的水溶液中超声24 h,过滤,用水洗净后,于68℃下真空干燥30 h后得到活化处理的埃洛石纳米管。
所述的埃洛石纳米管为市售产品,其主要规格:性状:白色粉末;组成:SiO2:58.1、Al2O3:41.02、TiO2:0.17、Fe2O3:0.38、P2O5:0.16;管内径:15-22 nm;管外径:40-70 nm;长度:<1.5 μm;比表面积:53.4 m2/g;密度:2.5-2.6g/cm3
所述的吐温20为市售,其主要规格:性状:浅黄色粘稠液体;活性物:98-99%;酸值(KOHmg/g):≤1.0;羟值(KOHmg/g):80-108;HLB值:16.7;皂化值(KOHmg/g):40-50;水份(%):≤1.0。
复合增韧蒸压加气混凝土的制备方法,将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、微细二氧化硅气凝胶、复合增韧材料、水泥、减水剂、聚丙烯酸酯,Tris-HCl按比例混合,进行干搅拌15分钟,然后加入适量水,再次搅拌30分钟,然后制备成混凝土制品,标养28天,得到复合增韧蒸压加气混凝土产品。
实施例2
一种复合增韧蒸压加气混凝土,所述混凝土主要原料按重量份计包括:
煅烧赤泥粉18份、粉煤灰30份、生石膏8份、生石灰15份、微细二氧化硅气凝胶0.4份,复合增韧材料3份、水泥25份、减水剂2份、聚丙烯酸酯2份,Tris-HCl缓冲溶液3份,水15份;所述减水剂为市售的萘系高效减水剂,其减水率为20%。
所述复合增韧材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中,在50 ℃下搅拌10 h后,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于75 ℃下超声13 h,然后以4500 rpm的转速离心35min,分离固体并经有机溶剂Q洗净后,再在30℃下真空干燥40h;
(2)将上述步骤(1)处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合,在55 ℃下搅拌10h后,在氮气保护下、在20 kHz、150 KW的超声波清洗机中于80 ℃下超声反应8h后,减压蒸除三乙胺和有机溶剂P,再经混合溶剂R洗净后,在15℃下真空干燥36h;
(3)将上述步骤(2)处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合,在5℃下搅拌18h,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于5℃下超声5 h后,再在5 ℃下反应48 h后,经四氢呋喃洗净,在12℃下真空干燥40 h;
(4)将上述步骤(3)处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后,加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中,在15℃下搅拌8 h,再在40 kHz、300 KW的超声波清洗机中于15℃下超声3h,在氮气保护下升温至50℃恒温反应46 h后,再升温至90℃恒温反应36h,减压蒸除溶剂,用水洗净后,在40℃下真空干燥36 h后得到复合增韧材料产品。
所述有机溶剂P为N-甲基吡咯烷酮;所述有机溶剂Q为四氯化碳;所述双官能团有机化合物乙二胺;所述混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成,其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。
步骤(1)中经活化处理的埃洛石纳米管为20kg,亚硫酰氯为40 kg;有机溶剂P为150 L。
步骤(2)中的埃洛石纳米管为15 kg;双官能团有机化合物为5 kg;三乙胺为4 L;有机溶剂P为170 L。
步骤(3)中的埃洛石纳米管为10 kg;三聚氯氰为2 kg;四氢呋喃为150L。
步骤(4)中的埃洛石纳米管为10 kg;溶解埃洛石纳米管的N,N’-二甲基甲酰胺为100 L;甲基纤维素为3 kg;溶解甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺为30 L。
步骤(4)中的甲基纤维素的粘均分子量为10000,取代度为1.0。
步骤(1)中所述经活化处理的埃洛石纳米管的活化处理包括以下步骤:
1)取埃洛石纳米管,经机械粉碎处理并用350目筛选后待用;
2)在两个相同的15 L尼龙罐中各装入60颗直径为5 mm的不锈钢球和50颗直径为10 mm的不锈钢球,然后分别加入经步骤1)处理后的埃洛石纳米管6 kg,再分别滴加600 ml无水乙醇,并用尼龙盖密封;将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中,在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨50 h后,得到平均长度为220 nm的短切埃洛石纳米管;
3)取步骤2)短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的吐温 20的水溶液中超声24 h,过滤,用水洗净后,于69℃下真空干燥30 h后得到活化处理的埃洛石纳米管。
所述的埃洛石纳米管为市售产品,其主要规格:性状:白色粉末;组成:SiO2:58.1、Al2O3:41.02、TiO2:0.17、Fe2O3:0.38、P2O5:0.16;管内径:15-22 nm;管外径:40-70 nm;长度:<1.5 μm;比表面积:53.4 m2/g;密度:2.5-2.6g/cm3
所述的吐温20为市售,其主要规格:性状:浅黄色粘稠液体;活性物:98-99%;酸值(KOHmg/g):≤1.0;羟值(KOHmg/g):80-108;HLB值:16.7;皂化值(KOHmg/g):40-50;水份(%):≤1.0。
复合增韧蒸压加气混凝土的制备方法,将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、微细二氧化硅气凝胶、复合增韧材料、水泥、减水剂、聚丙烯酸酯,Tris-HCl按比例混合,进行干搅拌15分钟,然后加入适量水,再次搅拌30分钟,然后制备成混凝土制品,标养28天,得到复合增韧蒸压加气混凝土产品。
实施例3
一种复合增韧蒸压加气混凝土,所述混凝土主要原料按重量份计包括:
煅烧赤泥粉20份、粉煤灰32份、生石膏10份、生石灰18份、微细二氧化硅气凝胶0.5份,复合增韧材料3份、水泥30份、减水剂2份、聚丙烯酸酯2份,Tris-HCl缓冲溶液5份,水18份;所述减水剂为市售的萘系高效减水剂,其减水率为24%。
所述复合增韧材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中,在55 ℃下搅拌15 h后,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于80 ℃下超声16 h,然后以5000 rpm的转速离心40min,分离固体并经有机溶剂Q洗净后,再在35℃下真空干燥50 h;
(2)将上述步骤(1)处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合,在60 ℃下搅拌15 h后,在氮气保护下、在20 kHz、150 KW的超声波清洗机中于85℃下超声反应10 h后,减压蒸除三乙胺和有机溶剂P,再经混合溶剂R洗净后,在20℃下真空干燥48 h;
(3)将上述步骤(2)处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合,在10℃下搅拌24 h,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于10 ℃下超声8 h后,再在10 ℃下反应72 h后,经四氢呋喃洗净,在15℃下真空干燥56 h;
(4)将上述步骤(3)处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后,加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中,在20℃下搅拌10 h,再在40 kHz、300 KW的超声波清洗机中于20℃下超声5 h,在氮气保护下升温至60℃恒温反应56 h后,再升温至95℃恒温反应48h,减压蒸除溶剂,用水洗净后,在40℃下真空干燥48 h后得到复合增韧材料产品。
所述有机溶剂P为N,N’-二甲基乙酰胺;所述有机溶剂Q为四氯化碳;所述双官能团有机化合物为l,6-己二胺;所述混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成,其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。
步骤(1)中经活化处理的埃洛石纳米管为30 kg,亚硫酰氯为60 kg;有机溶剂P为230 L。
步骤(2)中的埃洛石纳米管为30 kg;双官能团有机化合物为8 kg;三乙胺为6 L;有机溶剂P为220 L。
步骤(3)中的埃洛石纳米管为20 kg;三聚氯氰为5 kg;四氢呋喃为230 L。
步骤(4)中的埃洛石纳米管为20 kg;溶解埃洛石纳米管的N,N’-二甲基甲酰胺为200 L;甲基纤维素为5 kg;溶解甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺为50 L。
步骤(4)中的甲基纤维素的粘均分子量为20000,取代度为2.0。
步骤(1)中所述经活化处理的埃洛石纳米管的活化处理包括以下步骤:
1)取埃洛石纳米管,经机械粉碎处理并用350目筛选后待用;
2)在两个相同的15 L尼龙罐中各装入60颗直径为5 mm的不锈钢球和50颗直径为10 mm的不锈钢球,然后分别加入经步骤1)处理后的埃洛石纳米管6 kg,再分别滴加600 ml无水乙醇,并用尼龙盖密封;将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中,在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨56 h后,得到平均长度为230 nm的短切埃洛石纳米管;
3)取步骤2)短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的吐温 20的水溶液中超声24 h,过滤,用水洗净后,于70℃下真空干燥30 h后得到活化处理的埃洛石纳米管。
所述的埃洛石纳米管为市售产品,其主要规格:性状:白色粉末;组成:SiO2:58.1、Al2O3:41.02、TiO2:0.17、Fe2O3:0.38、P2O5:0.16;管内径:15-22 nm;管外径:40-70 nm;长度:<1.5 μm;比表面积:53.4 m2/g;密度:2.5-2.6g/cm3
所述的吐温20为市售,其主要规格:性状:浅黄色粘稠液体;活性物:98-99%;酸值(KOHmg/g):≤1.0;羟值(KOHmg/g):80-108;HLB值:16.7;皂化值(KOHmg/g):40-50;水份(%):≤1.0。
复合增韧蒸压加气混凝土的制备方法,将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、水泥、微细二氧化硅气凝胶、复合增韧材料、减水剂、聚丙烯酸酯,Tris-HCl按比例混合,进行干搅拌15分钟,然后加入适量水,再次搅拌30分钟,然后制备成混凝土制品,标养28天,得到复合增韧蒸压加气混凝土产品。
本发明制备得到的复合增韧蒸压加气混凝土产品抗压强度: 4.68-5.76MPa; 劈裂抗拉强度: 0.50-0.80MPa; 平均容重: 664kg/m3; 导热系数:0.031-0.041(W/m. k) ;吸声系数: 0.23-0.33。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,所述混凝土主要原料按重量份计包括:
煅烧赤泥粉15-20份、粉煤灰24-32份、生石膏5-10份、生石灰12-18份、微细二氧化硅气凝胶0.3-0.5份,复合增韧材料2-3份、水泥20-30份、减水剂1-2份、聚丙烯酸酯1-2份,Tris-HCl缓冲溶液2-5份,水10-18份;所述减水剂为市售的萘系高效减水剂,其减水率为18-24%。
2.根据权利要求1所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,所述复合增韧材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中,在40-55 ℃下搅拌6-15h后,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于70-80 ℃下超声10-16 h,然后以4000-5000rpm的转速离心30-40 min,分离固体并经有机溶剂Q洗净后,再在25-35℃下真空干燥30-50h;
(2)将上述步骤(1)处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合,在50-60 ℃下搅拌5-15 h后,在氮气保护下、在20 kHz、150 KW的超声波清洗机中于70-85 ℃下超声反应6-10 h后,减压蒸除三乙胺和有机溶剂P,再经混合溶剂R洗净后,在10-20℃下真空干燥24-48 h;
(3)将上述步骤(2)处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合,在0-10℃下搅拌12-24 h,在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于0-10 ℃下超声3-8 h后,再在0-10 ℃下反应24-72 h后,经四氢呋喃洗净,在10-15℃下真空干燥24-56 h;
(4)将上述步骤(3)处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后,加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中,在10-20℃下搅拌5-10 h,再在40 kHz、300 KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5 h,在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应36-56 h后,再升温至80-95℃恒温反应24-48h,减压蒸除溶剂,用水洗净后,在40℃下真空干燥24-48 h后得到复合增韧材料产品。
3.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,所述有机溶剂P为甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种;所述有机溶剂Q为无水丙酮或四氯化碳中的一种;所述双官能团有机化合物为1,3-丙二胺、乙二胺和l,6-己二胺中的一种;所述混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成,其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。
4.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,步骤(1)中经活化处理的埃洛石纳米管为6-30 kg,亚硫酰氯为10-60 kg;有机溶剂P为50-230 L。
5.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,步骤(2)中的埃洛石纳米管为5-30 kg;双官能团有机化合物为1-8 kg;三乙胺为1-6 L;有机溶剂P为50-220 L。
6.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,步骤(3)中的埃洛石纳米管为5-20 kg;三聚氯氰为0.5-5 kg;四氢呋喃为60-230 L。
7.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,步骤(4)中的埃洛石纳米管为5-20 kg;溶解埃洛石纳米管的N,N’-二甲基甲酰胺为50-200 L;甲基纤维素为1-5kg;溶解甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺为10-50 L。
8.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,步骤(4)中的甲基纤维素的粘均分子量为3000-20000,取代度为0.5-2.0。
9.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土,其特征在于,步骤(1)中所述经活化处理的埃洛石纳米管的活化处理包括以下步骤:
1)取埃洛石纳米管,经机械粉碎处理并用350目筛选后待用;
2)在两个相同的15 L尼龙罐中各装入60颗直径为5 mm的不锈钢球和50颗直径为10 mm的不锈钢球,然后分别加入经步骤1)处理后的埃洛石纳米管6 kg,再分别滴加600 ml无水乙醇,并用尼龙盖密封;将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中,在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨40-56 h后,得到平均长度为200-230 nm的短切埃洛石纳米管;
3)取步骤2)短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的吐温 20的水溶液中超声24 h,过滤,用水洗净后,于68-70℃下真空干燥30 h后得到活化处理的埃洛石纳米管。
10.一种制备如权利要求1-9任一所述的复合增韧蒸压加气混凝土的方法,其特征在于,将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、微细二氧化硅气凝胶、复合增韧材料、水泥、减水剂、聚丙烯酸酯,Tris-HCl按比例混合,进行干搅拌15分钟,然后加入适量水,再次搅拌30分钟,然后制备成混凝土制品,标养28天,得到复合增韧蒸压加气混凝土产品。
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