CN107160546B - 一种水泥制品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥制品技术领域，具体涉及一种水泥制品的制备方法，其步骤包括(1)搅拌浇注、(2)一次养护、(3)二次养护、(4)自然成型及(5)高温煅烧，在一次养护阶段使用微波辐射促进凝固，在一次养护和二次养护阶段均喷洒增强剂，填补水泥制品内部和表面出现的孔隙。该方法能够缩短水泥制品的凝固时间，得到的水泥制品具有高强度又不失韧性，内部无孔隙，表面平整无砂眼，整体质量较佳，实用性强，适合在本领域推广。
Description
【技术领域】
本发明涉及水泥制品技术领域，具体涉及一种水泥制品的制备方法。
【背景技术】
水泥作为建筑凝胶材料的主要产品之一，在建筑方面发挥着不可替代的作用，以水泥为主制成的水泥制品也广泛地应用于各种基础建设。如今的水泥制品大都是用水泥、沙子、石渣、石灰等与水混合搅拌后浇注在模具内，然后让其自然凝固至成型，影响其凝固成型的因素很多，主要的原因就是各原料搅拌时水的用量以及凝固成型阶段的养护。在自然凝固成型这个过程中主要存在的问题就是凝固时间过长，凝固成型后水泥制品的表面存在有砂眼或者内部存在有孔隙，导致成型后的水泥制品整体强度不高，表面粗糙易磨损，在超负荷情况下水泥制品容易发生脆裂甚至断开，水泥制品的质量不佳给人们的出行带来了严重的安全隐患，有时候甚至会导致重大事故的发生。
【发明内容】
本发明的目的在于：针对现有水泥制品自然凝固成型时间过长，水泥制品的质量不佳等问题，提供一种水泥制品的制备方法，该方法能够让水泥制品缩短凝固时间，最后得到的水泥制品表面平整、无砂眼，强度高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥制品的各原料与水按照质量比1:1.8-2.3放入搅拌机中，混合搅拌均匀，然后将混合物浇注到模具中；
(2)将未脱模的水泥制品放入养护室中进行一次养护，在一次养护过程中保持养护室的压强为0.3-0.5MPa，温度为60-80℃，一次养护的时间为2-4小时，在一次养护过程中对水泥制品喷洒增强剂，并全程使用微波对水泥制品进行辐射促凝，一次养护结束后进行脱模；
(3)往脱模后的水泥制品上再次喷洒增强剂，然后进行二次养护，二次养护过程中保持养护室的压强为常压，温度为35-45℃，二次养护的时间为6-8小时；
(4)二次养护结束后，将水泥制品放到室外静置，让其自然冷却，直至成型。
其中，所述增强剂均由以下重量份的原料组成：地开石15-20份、改性沸石粉15-20份、页岩15-20份、方解石15-20份、乙二醇20-30份、硫代硫酸钠5-10份、硅藻土10-15份、氟化钙5-10份、芒硝5-10份、聚乙烯醇8-16份、碳酸钠8-16份、硅酸钠5-10份、铝粉2-4份、硝酸钙2-4份、氢氧化钠溶液20-30份。
本发明中，进一步地，所述增强剂的制备方法为：a).按照重量份计，将所述地开石、改性沸石粉、页岩、方解石混合放入研磨机中磨成混合粉末A，使混合粉末A的粒径为1.2-1.6mm，然后将混合粉末A放入高温炉中以450-500℃的温度烧制3-4小时，然后将混合粉末A取出冷却到常温后与乙二醇混合形成溶液A；b).将硅藻土、氟化钙、芒硝、铝粉放入研磨机中磨成混合粉末B，使混合粉末B的粒径为0.6-0.8mm，然后将混合粉末B放入高温炉中以400-450℃的温度烧制2-3小时，然后将混合粉末B取出冷却到常温后与聚乙烯醇混合形成溶液B；c).将碳酸钠、硅酸钠、硝酸钙、硫代硫酸钠与氢氧化钠溶液混合得到溶液C；d).将溶液A和溶液B混合后加热到30-40℃后停止加热，然后一边搅拌一边加入溶液C，搅拌2-3小时后即得所述增强剂。
本发明中，进一步地，所述改性沸石粉的制备方法为：s1.按照重量份计，将20-30份丙烯酰胺与30-40份蒸馏水混合，搅拌使丙烯酰胺完全溶解，然后在冰水冷却条件下往溶液中加入氢氧化钠调节溶液的pH至中性，依次加入25-35份丙烯酸、15-20份沸石粉，搅拌完全溶解后再依次加入5-10份过硫酸钠、5-10份乙二醇双丙烯酰酯，搅拌均匀后将混合物放到在微波炉中用微波辐射成型，辐射的时间为1-2小时；s2.将步骤s1中得到的产物在无水乙醇中浸泡0.5-1小时，然后将其放在烘干机中在70-80℃下烘干3-4小时，将烘干后的产物用粉碎机粉碎后磨成粉末状，即得改性沸石粉
本发明中，进一步地，在一次养护的过程中，保持养护室的湿度为70-80％。
本发明中，进一步地，在二次养护的过程中，保持养护室的湿度为40-50％。
本发明中，进一步地，在步骤(4)水泥制品冷却成型后，将水泥制品放入高温窑中以200-250℃的温度煅烧0.5-1小时，取出后迅速往水泥制品上泼冷水进行冷却。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的水泥制品的制备方法，将水泥制品的各原料与水按照一定的比例混合搅拌，在浇注后将水泥制品放入养护室中进行养护，在一次养阶段，保持较高的温度、压强和湿度，再配合微波辐射，能够让水泥制品快速凝固的同时又不缺少水分，同时在水泥制品未完全干燥成型的情况下喷洒增强剂能够很好地对水泥制品的内部孔隙进行填补；在二次养护阶段，保持常压及高于正常的温度、湿度能够让水泥制品很好地最终定型，喷洒增强剂能够对水泥制品表面的砂眼进行填补，能够使水泥制品的表面更加平整；最后将水泥制品煅烧后迅速冷却，能够改善水泥制品的韧性，增强水泥制品的强度。
2、本发明的水泥制品的制备方法，在增强剂中加入了改性沸石粉，沸石粉在经过溶解、浸泡、辐射、烘干之后得到改性沸石粉，改性沸石粉的原子活跃度较高，同时具有较好的吸水性，将改性沸石粉溶进溶剂后，能够增大溶剂溶解固定溶质的能力，使溶剂能够溶解更多的固体溶质，同时能够使整个溶液具有更强的穿透力和流动能力；在将增强剂喷洒向水泥制品时，溶液会沿着水泥制品的孔隙进行游走，在溶剂被吸收时，溶质就会析出并且凝固在孔隙处，对水泥制品内部的孔隙或者表面的砂眼进行填补，在溶质凝固的同时改性沸石粉会吸收水泥制品中存在的水分进而促进水泥制品的凝固速度，进一步保证了水泥制品的整体质量。
3、本发明的水泥制品的制备方法，能够缩短水泥制品的凝固时间，节省了宝贵的时间，得到的水泥制品具有高强度又不失韧性，内部无孔隙，表面平整无砂眼，整体质量较佳，实用性强，适合在本领域推广。
【具体实施方式】
实施例1：
一种水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥制品的各原料与水按照质量比1:1.8放入搅拌机中，混合搅拌均匀，然后将混合物浇注到模具中；
(2)将未脱模的水泥制品放入养护室中进行一次养护，在一次养护过程中保持养护室的压强为0.3MPa，温度为60℃，湿度为70％，一次养护的时间为2小时，在一次养护过程中对水泥制品喷洒增强剂，并全程使用微波对水泥制品进行辐射促凝，一次养护结束后进行脱模；
(3)往脱模后的水泥制品上再次喷洒增强剂，然后进行二次养护，二次养护过程中保持养护室的压强为常压，温度为35℃，湿度为40％，二次养护的时间为6小时；
(4)二次养护结束后，将水泥制品放到室外静置，让其自然冷却，直至成型；
(5)水泥制品冷却成型后，将水泥制品放入高温窑中以200℃的温度煅烧0.5小时，取出后迅速往水泥制品上泼冷水进行冷却。
其中，在步骤(2)和步骤(3)中，所述增强剂均由以下重量份的原料组成：地开石15份、改性沸石粉15份、页岩15份、方解石15份、乙二醇20份、硫代硫酸钠5份、硅藻土10份、氟化钙5份、芒硝5份、聚乙烯醇8份、碳酸钠8份、硅酸钠5份、铝粉2份、硝酸钙2份、氢氧化钠溶液20份；所述增强剂的制备方法为：a).按照重量份计，将所述地开石、改性沸石粉、页岩、方解石混合放入研磨机中磨成混合粉末A，使混合粉末A的粒径为1.2mm，然后将混合粉末A放入高温炉中以450℃的温度烧制3小时，然后将混合粉末A取出冷却到常温后与乙二醇混合形成溶液A；b).将硅藻土、氟化钙、芒硝、铝粉放入研磨机中磨成混合粉末B，使混合粉末B的粒径为0.6mm，然后将混合粉末B放入高温炉中以400℃的温度烧制2小时，然后将混合粉末B取出冷却到常温后与聚乙烯醇混合形成溶液B；c).将碳酸钠、硅酸钠、硝酸钙、硫代硫酸钠与氢氧化钠溶液混合得到溶液C；d).将溶液A和溶液B混合后加热到30℃后停止加热，然后一边搅拌一边加入溶液C，搅拌2小时后即得所述增强剂。
其中，所述改性沸石粉的制备方法为：s1.按照重量份计，将20份丙烯酰胺与30份蒸馏水混合，搅拌使丙烯酰胺完全溶解，然后在冰水冷却条件下往溶液中加入氢氧化钠调节溶液的pH至中性，依次加入25份丙烯酸、15-20份沸石粉，搅拌完全溶解后再依次加入5份过硫酸钠、5份乙二醇双丙烯酰酯，搅拌均匀后将混合物放到在微波炉中用微波辐射成型，辐射的时间为1小时；s2.将步骤s1中得到的产物在无水乙醇中浸泡0.5小时，然后将其放在烘干机中在70℃下烘干3小时，将烘干后的产物用粉碎机粉碎后磨成粉末状，即得改性沸石粉。
实施例2：
一种水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥制品的各原料与水按照质量比1:2放入搅拌机中，混合搅拌均匀，然后将混合物浇注到模具中；
(2)将未脱模的水泥制品放入养护室中进行一次养护，在一次养护过程中保持养护室的压强为0.4MPa，温度为70℃，湿度为75％，一次养护的时间为3小时，在一次养护过程中对水泥制品喷洒增强剂，并全程使用微波对水泥制品进行辐射促凝，一次养护结束后进行脱模；
(3)往脱模后的水泥制品上再次喷洒增强剂，然后进行二次养护，二次养护过程中保持养护室的压强为常压，温度为40℃，湿度为45％，二次养护的时间为7小时；
(4)二次养护结束后，将水泥制品放到室外静置，让其自然冷却，直至成型；
(5)水泥制品冷却成型后，将水泥制品放入高温窑中以225℃的温度煅烧0.75小时，取出后迅速往水泥制品上泼冷水进行冷却。
其中，在步骤(2)和步骤(3)中，所述增强剂均由以下重量份的原料组成：地开石17.5份、改性沸石粉17.5份、页岩17.5份、方解石17.5份、乙二醇25份、硫代硫酸钠7.5份、硅藻土12.5份、氟化钙7.5份、芒硝7.5份、聚乙烯醇12份、碳酸钠12份、硅酸钠7.5份、铝粉3份、硝酸钙3份、氢氧化钠溶液25份；所述增强剂的制备方法为：a).按照重量份计，将所述地开石、改性沸石粉、页岩、方解石混合放入研磨机中磨成混合粉末A，使混合粉末A的粒径为1.4mm，然后将混合粉末A放入高温炉中以475℃的温度烧制3.5小时，然后将混合粉末A取出冷却到常温后与乙二醇混合形成溶液A；b).将硅藻土、氟化钙、芒硝、铝粉放入研磨机中磨成混合粉末B，使混合粉末B的粒径为0.7mm，然后将混合粉末B放入高温炉中以425℃的温度烧制2.5小时，然后将混合粉末B取出冷却到常温后与聚乙烯醇混合形成溶液B；c).将碳酸钠、硅酸钠、硝酸钙、硫代硫酸钠与氢氧化钠溶液混合得到溶液C；d).将溶液A和溶液B混合后加热到35℃后停止加热，然后一边搅拌一边加入溶液C，搅拌2.5小时后即得所述增强剂。
其中，所述改性沸石粉的制备方法为：s1.按照重量份计，将25份丙烯酰胺与35份蒸馏水混合，搅拌使丙烯酰胺完全溶解，然后在冰水冷却条件下往溶液中加入氢氧化钠调节溶液的pH至中性，依次加入30份丙烯酸、17.5份沸石粉，搅拌完全溶解后再依次加入7.5份过硫酸钠、7.5份乙二醇双丙烯酰酯，搅拌均匀后将混合物放到在微波炉中用微波辐射成型，辐射的时间为1.5小时；s2.将步骤s1中得到的产物在无水乙醇中浸泡0.75小时，然后将其放在烘干机中在75℃下烘干3.5小时，将烘干后的产物用粉碎机粉碎后磨成粉末状，即得改性沸石粉。
实施例3：
一种水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥制品的各原料与水按照质量比1:2.3放入搅拌机中，混合搅拌均匀，然后将混合物浇注到模具中；
(2)将未脱模的水泥制品放入养护室中进行一次养护，在一次养护过程中保持养护室的压强为0.5MPa，温度为80℃，湿度为80％，一次养护的时间为4小时，在一次养护过程中对水泥制品喷洒增强剂，并全程使用微波对水泥制品进行辐射促凝，一次养护结束后进行脱模；
(3)往脱模后的水泥制品上再次喷洒增强剂，然后进行二次养护，二次养护过程中保持养护室的压强为常压，温度为45℃，湿度为50％，二次养护的时间为8小时；
(4)二次养护结束后，将水泥制品放到室外静置，让其自然冷却，直至成型；
(5)水泥制品冷却成型后，将水泥制品放入高温窑中以250℃的温度煅烧1小时，取出后迅速往水泥制品上泼冷水进行冷却。
其中，在步骤(2)和步骤(3)中，所述增强剂均由以下重量份的原料组成：地开石20份、改性沸石粉20份、页岩20份、方解石20份、乙二醇30份、硫代硫酸钠10份、硅藻土15份、氟化钙10份、芒硝10份、聚乙烯醇16份、碳酸钠16份、硅酸钠10份、铝粉4份、硝酸钙4份、氢氧化钠溶液30份；所述增强剂的制备方法为：a).按照重量份计，将所述地开石、改性沸石粉、页岩、方解石混合放入研磨机中磨成混合粉末A，使混合粉末A的粒径为1.6mm，然后将混合粉末A放入高温炉中以500℃的温度烧制4小时，然后将混合粉末A取出冷却到常温后与乙二醇混合形成溶液A；b).将硅藻土、氟化钙、芒硝、铝粉放入研磨机中磨成混合粉末B，使混合粉末B的粒径为0.8mm，然后将混合粉末B放入高温炉中以450℃的温度烧制3小时，然后将混合粉末B取出冷却到常温后与聚乙烯醇混合形成溶液B；c).将碳酸钠、硅酸钠、硝酸钙、硫代硫酸钠与氢氧化钠溶液混合得到溶液C；d).将溶液A和溶液B混合后加热到40℃后停止加热，然后一边搅拌一边加入溶液C，搅拌3小时后即得所述增强剂。
其中，所述改性沸石粉的制备方法为：s1.按照重量份计，将30份丙烯酰胺与40份蒸馏水混合，搅拌使丙烯酰胺完全溶解，然后在冰水冷却条件下往溶液中加入氢氧化钠调节溶液的pH至中性，依次加入35份丙烯酸、20份沸石粉，搅拌完全溶解后再依次加入10份过硫酸钠、10份乙二醇双丙烯酰酯，搅拌均匀后将混合物放到在微波炉中用微波辐射成型，辐射的时间为2小时；s2.将步骤s1中得到的产物在无水乙醇中浸泡1小时，然后将其放在烘干机中在80℃下烘干4小时，将烘干后的产物用粉碎机粉碎后磨成粉末状，即得改性沸石粉。
为了进一步证明本发明的特色，现做如下对比试验：
对比组1：在增强剂的组成原料中，去掉改性沸石粉，其余方式严格按照实施例2进行。
对比组2：在一次养护和二次养护过程中，去掉喷洒增强剂，其余方式严格按照实施例2进行。
对比组3：在水泥制品冷却成型后，去掉高温煅烧，其余方式严格按照实施例2进行。
设定水泥制品的规格为40cm*80cm*6cm,取对比组1-3与实施例1-3制成的水泥制品样品，测定各数据，得到的数据如下表：
由上表可以看出，本发明水泥制品的制备方法，能够缩短水泥制品的凝固时间，制得的水泥制品表面平整、无砂眼，载荷重量较高，韧性较好，实用性强，适合在本领域推广。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (6)
1.一种水泥制品的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将水泥制品的各原料与水按照质量比1:1.8-2.3放入搅拌机中，混合搅拌均匀，然后将混合物浇注到模具中；
(2)将未脱模的水泥制品放入养护室中进行一次养护，在一次养护过程中保持养护室的压强为0.3-0.5MPa，温度为60-80℃，一次养护的时间为2-4小时，在一次养护过程中对水泥制品喷洒增强剂，并全程使用微波对水泥制品进行辐射促凝，一次养护结束后进行脱模；
(3)往脱模后的水泥制品上再次喷洒增强剂，然后进行二次养护，二次养护过程中保持养护室的压强为常压，温度为35-45℃，二次养护的时间为6-8小时；
(4)二次养护结束后，将水泥制品放到室外静置，让其自然冷却，直至成型；
其中，所述增强剂均由以下重量份的原料组成：地开石15-20份、改性沸石粉15-20份、页岩15-20份、方解石15-20份、乙二醇20-30份、硫代硫酸钠5-10份、硅藻土10-15份、氟化钙5-10份、芒硝5-10份、聚乙烯醇8-16份、碳酸钠8-16份、硅酸钠5-10份、铝粉2-4份、硝酸钙2-4份、氢氧化钠溶液20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种水泥制品的制备方法，其特征在于：所述增强剂的制备方法为：a).按照重量份计，将所述地开石、改性沸石粉、页岩、方解石混合放入研磨机中磨成混合粉末A，使混合粉末A的粒径为1.2-1.6mm，然后将混合粉末A放入高温炉中以450-500℃的温度烧制3-4小时，然后将混合粉末A取出冷却到常温后与乙二醇混合形成溶液A；b).将硅藻土、氟化钙、芒硝、铝粉放入研磨机中磨成混合粉末B，使混合粉末B的粒径为0.6-0.8mm，然后将混合粉末B放入高温炉中以400-450℃的温度烧制2-3小时，然后将混合粉末B取出冷却到常温后与聚乙烯醇混合形成溶液B；c).将碳酸钠、硅酸钠、硝酸钙、硫代硫酸钠与氢氧化钠溶液混合得到溶液C；d).将溶液A和溶液B混合后加热到30-40℃后停止加热，然后一边搅拌一边加入溶液C，搅拌2-3小时后即得所述增强剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种水泥制品的制备方法，其特征在于：所述改性沸石粉的制备方法为：s1.按照重量份计，将20-30份丙烯酰胺与30-40份蒸馏水混合，搅拌使丙烯酰胺完全溶解，然后在冰水冷却条件下往溶液中加入氢氧化钠调节溶液的pH至中性，依次加入25-35份丙烯酸、15-20份沸石粉，搅拌完全溶解后再依次加入5-10份过硫酸钠、5-10份乙二醇双丙烯酰酯，搅拌均匀后将混合物放到在微波炉中用微波辐射成型，辐射的时间为1-2小时；s2.将步骤s1中得到的产物在无水乙醇中浸泡0.5-1小时，然后将其放在烘干机中在70-80℃下烘干3-4小时，将烘干后的产物用粉碎机粉碎后磨成粉末状，即得改性沸石粉。
4.根据权利要求1所述的一种水泥制品的制备方法，其特征在于：在一次养护的过程中，保持养护室的湿度为70-80％。
5.根据权利要求1所述的一种水泥制品的制备方法，其特征在于：在二次养护的过程中，保持养护室的湿度为40-50％。
6.根据权利要求1所述的一种水泥制品的制备方法，其特征在于：在步骤(4)水泥制品冷却成型后，将水泥制品放入高温窑中以200-250℃的温度煅烧0.5-1小时，取出后迅速往水泥制品上泼冷水进行冷却。
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