CN108358591A - 含风积沙的建筑材料组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含风积沙的建筑材料组合物,所述建筑材料的原料粉包括:风积沙、粉煤灰、硅粉、轻烧氧化镁、氯化镁、消泡剂、减水剂和复合改性剂,上述原料粉以质量百分比计含量为:风积沙45~85.5%,粉煤灰0~8.5%,硅粉0~4%,轻烧氧化镁9.5‑45%,氯化镁2.7‑7.1%;消泡剂0.05~0.5%,减水剂0~1.5%,复合改性剂0.15~4.7%;所述建筑材料包括以重量份计:100份所述建筑材料的原料粉及10~21份水;所述风积沙掺杂量高,建筑材料强度大,韧性好,易于生产调配,无需专用设备,材料无需预处理,生产的建材形式多样,降低了风积沙建筑材料的生产成本及制备难度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料制备领域,尤其涉及一种含风积沙的建筑材料组合物及其制备方法。
背景技术
砂子是又叫混凝土细骨料,是建筑项目必要的用料。打捞河砂用于建筑骨料生产是我国传统的方式,河砂往往含泥量比较多,需要洗选后烘干应用于干粉砂浆。在我国经济持续腾飞的今天,对于砂石骨料的的需求自然不断增加。河砂已不能满足我国快速发展的建筑要求,因此,机制砂是当今最为热门的砂石来源。机制砂是通过集中破碎设备配合制取的骨料。比如通过颚式破碎机、圆锥式破碎机、冲击式制砂机联合作业,可生产3mm以下的机制砂,原料可以来源于河卵石、山石、石英、花岗岩、玄武岩等。机制砂砂粒圆度低,棱角较大。目前广泛应用在砂石骨料市场,有效的替代河沙成为主要砂石来源。但是机制砂制备过程能耗高,带来一定的环境和生态危害,产品的成本较高。
风积沙是沙被风沙流搬移到冲积平原地区形成沙丘而产生的,主要存在与沙漠、戈壁。随着我国一带一路战略的实施,需要在风积沙地区兴建公路、铁路、水利等工程。如果能将沿线地区的风积沙应用于混凝土领域,从就地取材、合理利用和降低工程造价方面来说,具有积极的经济和现实意义。
但是风积沙在建筑领域使用存在以下问题:1)沙子含碱量高:风积沙是在风吹日晒的干燥环境下,长期风化形成的,含碱量过高,使用中会与建筑材料中的一些物质产生化学反应,从而影响建筑物的强度和安全。2)有害物质含量高:沙漠里的沙子绝大部分都是原地风化的产物,没有经过一个有害物质的过滤过程,所含的有害成分较多。3)砂子颗粒过细:建筑用砂通常使用粗砂或者中砂,这就是为什么很多时候需要经过筛选,而沙漠里的沙子因为长时间风化,颗粒过于细小,不符合建筑用砂标准。4)级配不好:沙漠中的沙子基本都是在原地风化而成,没有经过远距离搬运分选,各种不同的粒度相互掺杂,因此级配不好,同样不适合用于建筑用砂。
因此,若要做建筑骨料需要对风积沙进行洗选。但是这几乎是不可能的,水对于沙漠地区异常宝贵,若用来洗砂,过于浪费。因此,采用风积沙作为建筑和工程材料是岩土工程界面临的新课题。
发明内容
本发明目的是解决现有风积沙不适于作为建筑骨料、使用勃兰特水泥无法支撑强度合格的产品等缺点,提供一种高掺杂量、低成本的风积沙资源化方法。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:所述建筑材料的原料粉包括:风积沙、粉煤灰、硅粉、轻烧氧化镁、氯化镁、消泡剂、减水剂和复合改性剂,上述原料粉以质量百分比计含量为:风积沙45~85.5%,粉煤灰0~8.5%,硅粉0~4%,轻烧氧化镁9.5-45%,氯化镁2.7-7.1%;消泡剂0.05~0.5%,减水剂0~1.5%,复合改性剂0.15~4.7%;
所述建筑材料包括以重量份计:100份所建筑材料的原料粉及10~21份水。
优选的,所述消泡剂为以下材料中的一种或几种:乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚及聚二甲基硅氧烷。
优选的,所述减水剂为以下材料中的一种或几种:聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐类减水剂及萘系高效减水剂。
优选的,所述复合改性剂包括以下重量百分比的原料:磷酸和/或磷酸盐5~40%,硫酸盐10~80%,草酸和/或草酸钠0~50%。
优选的,所述磷酸及磷酸盐为含量大于95%的工业磷酸及磷酸盐,所述硫酸盐为硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝中的一种或几种。
一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为20~30%的水溶液,加入消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将以下复合改性剂原料以重量计配比:磷酸和/或磷酸盐5~40%、硫酸盐10~80%和草酸和/或草酸钠0~50%溶于水;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将轻烧氧化镁粉加入到步骤(1)中制备的氯化镁水溶液中,搅拌2~5min后,加入到步骤(2)中制备的复合改性剂溶液中,继续搅拌3~5min;
(4)骨料混合:将风积沙、粉煤灰、硅粉加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,所述风积沙的添加量以重量计为45~85.5%,所述粉煤灰的添加量以重量计为0~8.5%,硅粉的添加量以重量计为0~4%;将上述原料:风积沙、粉煤灰、硅粉及改性镁质凝胶材料充分混合后获得原料粉;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入减水剂,所述减水剂的添加量以重量计为0~1.5%,继续搅拌均匀后,加入水分,使得原料粉与水分比为100:10~100:21,充分搅拌后得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入模具中,充分震荡成型,养护6~24小时脱模,脱模后自然养护。
优选的,所述步骤(1)中配制所述氯化镁水溶液中使用的氯化镁为无水氯化镁或纯度大于95%的工业六水氯化镁。
优选的,所述步骤(3)中添加的轻烧氧化镁为纯度大于70%的轻烧氧化镁,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁含量为45~80%。
优选的,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1~9:1。
本发明具有如下有益效果:
本发明提供的一种含风积沙的建筑材料组合物及其制备方法,风积沙掺杂量高,加入改性剂后能够大大提升风积沙建筑材料的强度,不同的掺杂量下可制备的建材形式多样,在道路、桥梁、房屋建设等诸多领域有广泛的应用;本发明提供的产品及方法制备的易于生产和调配、掺杂量高、不需要专用设备、材料无需预处理,很大程度的降低了风积沙建筑材料的生产成本及制备难度,解决了风积沙难以用于建筑材料的问题。
附图说明
图1为含风积沙的建筑材料组合物的制备工艺流程图;
具体实施方式
名词解释
本发明中所述“轻烧氧化镁”是指将氢氧化镁经700~1000℃左右煅烧后排出CO2或H2O后得到的产物,所述氢氧化镁是从菱镁矿、水镁石和由海水或卤水中提取的。
本发明中所述“活性氧化镁”是指平均粒径小于2000nm;微观形态为不规则颗粒或近球形颗粒或片状晶体;用柠檬酸(CAA值)表示的活性为12~25s(数值越小活性越高);用吸碘值表示的活性为80~120(mgI/100gMgO);比表面在5~20m3/g之间,视比容6~8.5mL/g之间;
一种含风积沙的建筑材料组合物,所述建筑材料的原料粉包括:风积沙、粉煤灰、硅粉、轻烧氧化镁、氯化镁、消泡剂、减水剂和复合改性剂,上述原料粉以质量百分比计含量为:风积沙45~85.5%,粉煤灰0~8.5%,硅粉0~4%,轻烧氧化镁9.5-45%,氯化镁2.7-7.1%;消泡剂0.05~0.5%,减水剂0~1.5%,复合改性剂0.15~4.7%;所述建筑材料包括以重量份计:100份所建筑材料的原料粉及10~21份水。
所述消泡剂为以下材料中的一种或几种:乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚及聚二甲基硅氧烷;所述消泡剂在加入后可以降低溶液的表面张力,抑制泡沫的产生或者消除。
所述减水剂为以下材料中的一种或几种:聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐类减水剂及萘系高效减水剂;所述减水剂在加入混合体系后,可以对体系中物质起到良好的分散作用,改善其流动性,能够减少拌合用水量,防止建筑材料因为加水量过多而力学性能减弱。
所述复合改性剂包括以下重量百分比的原料:磷酸和/或磷酸盐5~40%,硫酸盐10~80%,草酸和/或草酸钠0~50%;所述磷酸及磷酸盐为含量大于95%的工业磷酸及磷酸盐,所述硫酸盐为硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝中的一种或几种;所述复合改性剂可以提高建筑材料的耐热性、稳定性、凝结速率、防腐性、强度、抗寒性等多方面性能。
一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为20~30%的水溶液,加入消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将以下复合改性剂原料以重量计配比:磷酸和/或磷酸盐5~40%、硫酸盐10~80%和草酸和/或草酸钠0~50%溶于水;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将轻烧氧化镁粉加入到步骤(1)中制备的氯化镁水溶液中,搅拌2~5min后,加入到步骤(2)中制备的复合改性剂溶液中,继续搅拌3~5min;
(4)骨料混合:将风积沙、粉煤灰、硅粉加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,所述风积沙的添加量以重量计为45~85.5%,所述粉煤灰的添加量以重量计为0~8.5%,硅粉的添加量以重量计为0~4%;将上述原料:风积沙、粉煤灰、硅粉及改性镁质凝胶材料充分混合后获得原料粉;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入减水剂,所述减水剂的添加量以重量计为0~1.5%,继续搅拌均匀后,加入水分,使得原料粉与水分比为100:10~100:21,充分搅拌后得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入模具中,充分震荡成型,养护6~24小时脱模,脱模后自然养护。
所述步骤(1)中配制氯化镁水溶液中使用的氯化镁为无水氯化镁或纯度大于95%的工业六水氯化镁;所述步骤(3)中添加的轻烧氧化镁为纯度大于70%的轻烧氧化镁,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁含量为45~80%,剩余部分为粒径在2000~4000nm之间的轻烧氧化镁,不会对产品的性能造成任何影响;所述步骤(1)与所述步骤(3)中添加的轻烧氧化镁为纯度大于70%的轻烧氧化镁,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1~9:1,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的最优摩尔比为7:1。
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
如图1的过程所示,本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为26%的水溶液,加入1.5g乳化硅油消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将1.95g磷酸和2.9g硫酸亚铁溶于35.15g水中,搅拌均匀,配置成40g复合改性剂溶液;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将195g轻烧氧化镁加入到156g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,随后加入步骤(2)中配置好的复合改性剂溶液40g,继续搅拌3min,使物料充分混合;
(4)骨料混合:将1219g风积沙加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入水分,使得水灰比为0.1,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为7:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为83.5%,经测试,7天抗压强度为11.88MPa,28天抗压强度为23.8MPa。
实施例2
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为20%的水溶液,加入4.5g高碳醇脂肪酸复合物消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将2g磷酸、2g磷酸三钠和2g草酸溶于34g水中,搅拌均匀,配置成40g复合改性剂溶液;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将195g轻烧氧化镁加入到284g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,随后加入步骤(2)中配置好的复合改性剂溶液40g,继续搅拌3min,使物料充分混合;
(4)骨料混合:将1219g风积沙加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入22.7g聚羧酸减水剂,搅拌均匀后,加入水分,使得水灰比为0.14,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为83.5%,经测试,7天抗压强度为12.33MPa,28天抗压强度为35.8MPa。
实施例3
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为20%的水溶液,加入7.8g聚二甲基硅氧烷消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将0.039g磷酸亚铁、0.624g硫酸铝和0.117g草酸溶于35g水中,搅拌均匀,配置成35.78g复合改性剂溶液;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将195g轻烧氧化镁加入到284g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,随后加入步骤(2)中配置好的复合改性剂溶液35.78g,继续搅拌3min,使物料充分混合;
(4)骨料混合:将1078g风积沙、121g粉煤灰和20g硅粉加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入水分,使得水灰比为0.15,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为73.8%,经测试,7天抗压强度为23.6MPa,28天抗压强度为52.4MPa。
实施例4
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为30%的水溶液,加入3.8g聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将9g磷酸亚铁、2.25g硫酸铝和11.25g草酸溶于177.5g水中,搅拌均匀,配置成200g复合改性剂溶液;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将1875g轻烧氧化镁加入到1010g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,随后加入步骤(2)中配置好的复合改性剂溶液200g,继续搅拌3min,使物料充分混合;
(4)骨料混合:将1875g风积沙加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合,向混合均匀的材料中加入3.8g萘系高效减水剂,继续搅拌;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入3.8g萘系高效减水剂,搅拌均匀后,加入水分,使得水灰比为0.14,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为9:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为45.9%,经测试,7天抗压强度为25.1MPa,28天抗压强度为64.8MPa。
实施例5
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为28%的水溶液,加入4.5g聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将0.6g磷酸、0.4g磷酸二氢钠和0.3g草酸溶于30g水中,搅拌均匀,配置成31.2g复合改性剂溶液;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将150g轻烧氧化镁加入到156g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,随后加入步骤(2)中配置好的复合改性剂溶液31.2g,继续搅拌3min,使物料充分混合;
(4)骨料混合:将1350g风积沙加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入水分,使得水灰比为0.12,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为87.4%,经测试,7天抗压强度为10.7MPa,28天抗压强度为14.5MPa。
实施例6
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为20%的水溶液,加入7.8g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将0.6g磷酸铁、0.8g硫酸铝和0.6g草酸钠溶于30g水中,搅拌均匀,配置成32g复合改性剂溶液;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将200g轻烧氧化镁加入到291g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,随后加入步骤(2)中配置好的复合改性剂溶液32g,继续搅拌3min,使物料充分混合;
(4)骨料混合:将1140g风积沙、21g粉煤灰和60g硅粉加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入水分,使得水灰比为0.14,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为77.0%,经测试,7天抗压强度为22.4MPa,28天抗压强度为37.6MPa。
实施例7
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,具体操作方式除将实施例1中步骤(1)添加的消泡剂改为聚氧丙烯甘油醚消泡剂,其余步骤与所述实施例1完全一致;经计算,轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为7:1,风积沙掺杂量为83.5%;经测试,7天抗压强度为15.88MPa,28天的抗压强度为25.8MPa。
实施例8
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,具体操作方式除将实施例4中步骤(4)添加的减水剂改为木质素磺酸盐类减水剂,其余步骤与所述实施例4完全一致;经计算,轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为9:1,风积沙掺杂量为45.9%;经测试,7天抗压强度为23.6MPa,28天的抗压强度为52.4MPa。
实施例9
本实施例提供了一种含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,具体操作方式除将实施例1中步骤(2)复合改性剂溶液的调制过程中,将硫酸亚铁改为硫酸铁,其余步骤与所述实施例1完全一致;经计算,轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1,风积沙掺杂量为83.5%;经测试,7天抗压强度为14.3MPa,28天的抗压强度为31.8MPa。
对比例1
本对比例提供了一种不添加复合改性剂的含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为26%的水溶液,加入0.76g聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)改性镁质凝胶材料制备:将195g轻烧氧化镁加入到156g步骤(1)中制备的氯化镁溶液中,搅拌5min,使物料充分混合;
(3)骨料混合:将1219g风积沙加入步骤(2)制备的改性镁质凝胶材料中,充分混合,向混合均匀的材料中加入0.76g萘系高效减水剂,继续搅拌;
(4)料浆制备:向步骤(3)中制备的原料粉中加入水分,使得水灰比为0.17,继续搅拌5min,使物料充分混合,得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(5)成型:将步骤(4)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时脱模,脱模后自然养护。
其中所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为7:1。
上述配方,经计算风积沙掺杂量为83.7%,经测试,7天抗压强度为7.6MPa,28天抗压强度为20.5MPa。
对比例2
将300g型号为4.25R的波特兰水泥、1200g风积沙料、330g水充分混合,将上述所得料浆倒入40*40*160mm标准测试模具中,充分震荡成型,养护24小时后脱模,脱模后自然养护至7天。
上述配方,经计算风积沙掺量为78.4%,经测试,7天抗压强度为4.9MPa,28天抗压强度为7.5MPa
实施例与对比例固废掺量和抗压强度对比
根据上述表格中数据对比可以看出,本发明所提供的一种含风积沙的建筑材料组合物在相对于波特兰水泥建筑材料的抗压强度在七天时高出1.5~3.3倍,28天时高出3~7.2倍,同时,添加了复合改性剂的含风积沙建筑材料组合物的抗压强度也明显高于未添加复合改性剂的建筑材料,复合改性剂可以有效的降低浆料的凝结时间、脱模时间、变形率等,可以有效的提高浆料的耐水性,有效防止建筑材料在制备过程中发生开裂、吸潮返卤的现象。
通过上述对比分析,所述含风积沙的建筑材料组合物具有废弃物掺杂量高,可以将风积沙原料直接添加到生产原料中,由于添加复合改性剂后,制备的材料强度高,生产成本低廉,混料过程简单,即使在沙漠中,或环境较为恶劣的条件写也易于生产和调配、不需要专用设备,不同掺杂量及不同配比制备的建筑材料其抗压强度不同,因此可以应用于不同的建筑领域,如房屋、桥梁、道路等多方面工程施工领域,建材形式多样,高效的解决了风积沙的处理问题。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述,不代表实施例的优劣。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种含风积沙的建筑材料组合物,其特征在于,所述建筑材料的原料粉包括:风积沙、粉煤灰、硅粉、轻烧氧化镁、氯化镁、消泡剂、减水剂和复合改性剂,上述原料粉以质量百分比计含量为:风积沙45~85.5%,粉煤灰0~8.5%,硅粉0~4%,轻烧氧化镁9.5-45%,氯化镁2.7-7.1%;消泡剂0.05~0.5%,减水剂0~1.5%,复合改性剂0.15~4.7%;
所述建筑材料包括以重量份计:100份所述建筑材料的原料粉及10~21份水。
2.根据权利要求1所述的含风积沙的建筑材料组合物,其特征在于,所述消泡剂为以下材料中的一种或几种:乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚及聚二甲基硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的含风积沙的建筑材料组合物,其特征在于,所述减水剂为以下材料中的一种或几种:聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐类减水剂及萘系高效减水剂。
4.根据权利要求1所述的含风积沙的建筑材料组合物,其特征在于,所述复合改性剂包括以下重量百分比的原料:磷酸和/或磷酸盐5~40%,硫酸盐10~80%,草酸和/或草酸钠0~50%。
5.根据权利要求4所述的含风积沙的建筑材料组合物,其特征在于,所述磷酸及磷酸盐为含量大于95%的工业磷酸及磷酸盐,所述硫酸盐为硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)氯化镁卤水调制:将所述氯化镁配置成浓度为20~30%的水溶液,加入消泡剂,充分搅拌,直至氯化镁溶液泡沫消除,成为澄清溶液;
(2)复合改性剂溶液的调制:将以下复合改性剂原料以重量计配比:磷酸和/或磷酸盐5~40%、硫酸盐10~80%和草酸和/或草酸钠0~50%溶于水;
(3)改性镁质凝胶材料制备:将轻烧氧化镁粉加入到步骤(1)中制备的氯化镁水溶液中,搅拌2~5min后,加入到步骤(2)中制备的复合改性剂溶液中,继续搅拌3~5min;
(4)骨料混合:将风积沙、粉煤灰、硅粉加入步骤(3)制备的改性镁质凝胶材料中,所述风积沙的添加量以重量计为45~85.5%,所述粉煤灰的添加量以重量计为0~8.5%,硅粉的添加量以重量计为0~4%;将上述原料:风积沙、粉煤灰、硅粉及改性镁质凝胶材料充分混合后获得原料粉;
(5)料浆制备:向步骤(4)中制备的原料粉中加入减水剂,所述减水剂的添加量以重量计为0~1.5%,继续搅拌均匀后,加入水分,使得原料粉与水分比为100:10~100:21,充分搅拌后得到风积沙镁质凝胶复合材料浆料;
(6)成型:将步骤(5)制备的风积沙镁质凝胶复合材料浆料倒入模具中,充分震荡成型,养护6~24小时脱模,脱模后自然养护。
7.根据权利要求6所述的含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中配制所述氯化镁水溶液中使用的氯化镁为无水氯化镁或纯度大于95%的工业六水氯化镁。
8.根据权利要求6所述的含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中添加的轻烧氧化镁为纯度大于70%的轻烧氧化镁,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁含量为45~80%。
9.根据权利要求7或8所述的含风积沙的建筑材料组合物的制备方法,其特征在于,所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1~9:1。
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