CN108585559A - 一种水泥基结晶母料材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥基结晶母料材料及制备方法，该材料中各成分的重量百分含量为：柠檬酸0.5‑0.7％，酒石酸钠0.04‑0.09％,酒石酸15～20％，庚二酸0.3～0.6％，四水甲酸铜0.3‑0.5％，硅酸二钙复合粉体材料35‑40％，氧化硅复合体材料0.02‑0.05％，其余硅酸二钙。本发明材料用于水泥具有良好的防水性能，并对人体无害，本发明的制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及一种水泥基结晶母料材料及制备方法。
背景技术
水泥基结晶母料材料用作建材，可广泛用于机场，运动场馆、地铁、楼房建筑等领域，CN201611186413.9公开了一种水泥基高渗透结晶母料混凝土，包括高渗透结晶母料 8-12质量份数、60-150目级配石英砂35-50质量份数、可再分散胶粉0.5-2质量份数、减水剂0.3-0.5质量份数、消泡剂0.3-0.5质量份数、纤维素醚0.2-0.4质量份数、水泥40-60质量份数和水80-120质量分数。但是性能还偏低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种水泥基结晶母料材料，该材料用于水泥具有良好的防水性能，并对人体无害。本发明的另一目的是提供一种水泥基结晶母料材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
本发明采用的技术方案为：一种水泥基结晶母料材料，该材料中各成分的重量百分含量为：柠檬酸0.5-0.7％，酒石酸钠0.04-0.09％,酒石酸15～20％，庚二酸0.3～0.6％，四水甲酸铜0.3-0.5％，硅酸二钙复合粉体材料35-40％，氧化硅复合体材料 0.02-0.05％，其余硅酸二钙。
所述氧化硅复合体材料中，钼酸钙占4-9％。
所述硅酸二钙复合粉体材料,该材料各成分的重量百分含量为：硫酸铝 0.5-0.8％，硅酸镁0.15-0.20％，硫酸铝钾0.5-0.9％，氯化铁0.3-0.7％，硫酸铁 3-10％，钼酸钙0.06-0.09％，次磷酸铝0.3-0.8％，磷酸铝0.3-0.8％，其余硅酸二钙。
上述一种水泥基结晶母料材料的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化硅复合体材料的制备，在1000mL纯水中加入300-450mL环己烷，在 60-65℃下搅拌20-40分钟，然后加入200-300μL的乙二胺，及400-600mL正硅酸乙酯。在该溶液中，加入钼酸钙，充分搅拌后，在50-55℃下保持14-17小时后，得到氧化硅复合体材料。加入的钼酸钙粉体粒径达到6-9微米。在研磨机中使粉体粒径达到 10-13微米。其中，氧化硅复合体材料中，钼酸钙占4-9％。
2)硅酸二钙复合粉体材料的制备，按照硫酸铝0.5-0.8％，硅酸镁0.15-0.20％，硫酸铝钾0.5-0.9％，氯化铁0.3-0.7％，硫酸铁3-10％，钼酸钙0.06-0.09％，次磷酸铝0.3-0.8％，磷酸铝0.3-0.8％，其余硅酸二钙进行配料。然后将各原料在搅拌机中进行混合，而后将搅拌均匀粉料在110-120℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180-220 目，然后放入焙烧炉进行焙烧。焙烧温度为280-340℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到10-13微米。
3)按照重量百分含量为柠檬酸0.5-0.7％，酒石酸钠0.04-0.09％,酒石酸15～20％，庚二酸0.3～0.6％，四水甲酸铜0.3-0.5％，硅酸二钙复合粉体材料35-40％，氧化硅复合体材料0.02-0.05％，其余硅酸二钙进行配料。除硅酸二钙复合粉体材料、氧化硅复合体材料外，其余原料为纯物质(含量大于99.9％)，固相粉体平均粒径为8-10 微米。将各原料在搅拌机中进行混合，而后将混合均匀的粉料在110-120℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180-220目，然后放入烧结炉进行焙烧。焙烧温度为600-750℃，保温2-3小时，冷却至室温后，进行二次回火处理，即分别在100-110℃停留1-2h。冷却后得到该材料。最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到10-13微米。
有益效果：
本发明一种水泥基结晶母料材料，具有良好的防水性能，同时具有良好的稳定性和实用性,可广泛应用于建筑领域等。本发明制备方法较简单，生产成本低，适合于工业化生产。
氧化硅复合体材料、柠檬酸、酒石酸钠、酒石酸、四水甲酸铜、庚二酸与氧化硅复合体材料配合，提供了水泥基结晶母料材料在涂层和基层的空穴中逐步聚合的活性。其中柠檬酸、酒石酸钠、酒石酸、四水甲酸铜可有助于大分子或高分子的结晶体含有较多的疏水基团，致使结晶体不溶于水。氧化硅复合体材料有助于松散性的针状组织本身的强度。庚二酸有助于针状组织与基体的强度衔接。
硅酸二钙复合粉体材料提供了水泥基结晶母料材料在涂层和基层的空穴中与游离钙铝等氧化物交互反应的活性离子，如硫酸铝、硅酸镁、硫酸铝钾、氯化铁、硫酸铁、钼酸钙、次磷酸铝、磷酸铝。其中硫酸铝、硅酸镁、硫酸铝钾有助于结晶物在结构孔缝中吸水膨胀，由疏至密，使混凝土结构表层向纵深逐渐形成一个致密的抗渗区域，大大提高了结构整体的抗渗能力。氯化铁、硫酸铁、钼酸钙、次磷酸铝、磷酸铝和硅酸二钙结合，有助于松散性的针状组织本身的强度。所形成的不溶于水的结晶体对基层缺陷的填充可大大增强基层对液态水的抗渗性能，并达到良好的阻水效果。
在水泥水化过程中，有水的情况下，建筑芯料材料溶于水，并随水带入涂层和基层的空隙。在硅酸盐的催化下，建筑芯料材料在涂层和基层的空穴中逐步聚合，即渗透到砼内部的孔隙中的建筑芯料材料与混凝土中的以及自身带入的游离钙铝等氧化物进行交互反应，形成一种不溶于水的但与混凝土牢固结合的枝状纤维结晶物，起到阻水、增强的作用。由于水泥的水化反应是一个不完全的反应过程，在不失水的状态下，多年以后反应仍有进行，而在后期的水化反应过程中，结晶体骨架周围任有未反应的材料硅酸二钙复合粉体材料和氧化硅复合体材料为反应提供游离离子，而未反应的硅酸二钙复合粉体材料同样能继续催化活性化合物而继续生成结晶。因此，混凝土结构即使被水再次穿透或局部受损开裂，在结晶的作用下能自行修补愈合，具有多次抗渗的能力，从本质上改善了普通混凝土结构体积的不稳定带来的再次裂渗。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步描述：
实施例1：
一种水泥基结晶母料材料，该材料中各成分的重量百分含量为：柠檬酸0.5％，酒石酸钠0.04％,酒石酸15％，庚二酸0.3％，四水甲酸铜0.3％，硅酸二钙复合粉体材料35％，氧化硅复合体材料0.02％，其余硅酸二钙。
所述氧化硅复合体材料中，钼酸钙占4％。
所述硅酸二钙复合粉体材料,该材料各成分的重量百分含量为：硫酸铝0.5％，硅酸镁0.15％，硫酸铝钾0.5％，氯化铁0.3％，硫酸铁3％，钼酸钙0.06％，次磷酸铝 0.3％，磷酸铝0.3％，其余硅酸二钙。
对比中国专利CN201611186413.9的二次抗渗性为0.5-1.0MPa，抗折强度为 3.1-4.5MPa，抗压强度36-48MPa，抗渗性为0.9-1.4MPa。本实施例的二次抗渗性为 1.2MPa，抗折强度为5.0MPa，抗压强度50MPa，抗渗性为1.5MPa。本实施例水泥基结晶母料材料的组织均匀致密。
上述一种水泥基结晶母料材料的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化硅复合体材料的制备，在1000mL纯水中加入300mL环己烷，在60℃下搅拌20分钟，然后加入200μL的乙二胺，及400mL正硅酸乙酯。在该溶液中，加入钼酸钙，充分搅拌后，在50℃下保持14小时后，得到氧化硅复合体材料。加入的钼酸钙粉体粒径达到6微米。在研磨机中使粉体粒径达到10微米。其中，氧化硅复合体材料中，钼酸钙占4％。
2)硅酸二钙复合粉体材料的制备，按照硫酸铝0.5％，硅酸镁0.15％，硫酸铝钾0.5％，氯化铁0.3％，硫酸铁3％，钼酸钙0.06％，次磷酸铝0.3％，磷酸铝0.3％，其余硅酸二钙进行配料。然后将各原料在搅拌机中进行混合，而后将搅拌均匀粉料在 110℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180目，然后放入焙烧炉进行焙烧。焙烧温度为 280℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到10微米。
3)按照重量百分含量为柠檬酸0.5％，酒石酸钠0.04％,酒石酸15％，庚二酸0.3％，四水甲酸铜0.3％，硅酸二钙复合粉体材料35％，氧化硅复合体材料0.02％，其余硅酸二钙进行配料。除硅酸二钙复合粉体材料、氧化硅复合体材料外，其余原料为纯物质(含量大于99.9％)，固相粉体平均粒径为8微米。将各原料在搅拌机中进行混合，而后将混合均匀的粉料在110℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180目，然后放入烧结炉进行焙烧。焙烧温度为600℃，保温2小时，冷却至室温后，进行二次回火处理，即分别在100℃停留1h。冷却后得到该材料。最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到10微米。
实施例2：
一种水泥基结晶母料材料，该材料中各成分的重量百分含量为：柠檬酸0.6％，酒石酸钠0.06％,酒石酸18％，庚二酸0.4％，四水甲酸铜0.4％，硅酸二钙复合粉体材料38％，氧化硅复合体材料0.03％，其余硅酸二钙。
所述氧化硅复合体材料中，钼酸钙占6％。
所述硅酸二钙复合粉体材料,该材料各成分的重量百分含量为：硫酸铝0.6％，硅酸镁0.18％，硫酸铝钾0.7％，氯化铁0.5％，硫酸铁6％，钼酸钙0.07％，次磷酸铝 0.5％，磷酸铝0.5％，其余硅酸二钙。
对比中国专利CN201611186413.9的二次抗渗性为0.5-1.0MPa，抗折强度为 3.1-4.5MPa，抗压强度36-48MPa，抗渗性为0.9-1.4MPa。本实施例的二次抗渗性为 1.5MPa，抗折强度为5.4MPa，抗压强度52MPa，抗渗性为1.8MPa。本实施例水泥基结晶母料材料的组织均匀致密。
上述一种水泥基结晶母料材料的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化硅复合体材料的制备，在1000mL纯水中加入400mL环己烷，在62℃下搅拌30分钟，然后加入250μL的乙二胺，及500mL正硅酸乙酯。在该溶液中，加入钼酸钙，充分搅拌后，在52℃下保持15小时后，得到氧化硅复合体材料。加入的钼酸钙粉体粒径达到7微米。在研磨机中使粉体粒径达到11微米。其中，氧化硅复合体材料中，钼酸钙占6％。
2)硅酸二钙复合粉体材料的制备，按照硫酸铝0.6％，硅酸镁0.18％，硫酸铝钾0.7％，氯化铁0.5％，硫酸铁6％，钼酸钙0.07％，次磷酸铝0.5％，磷酸铝0.5％，其余硅酸二钙进行配料。然后将各原料在搅拌机中进行混合，而后将搅拌均匀粉料在 115℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为200目，然后放入焙烧炉进行焙烧。焙烧温度为 310℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到11微米。
3)按照重量百分含量为柠檬酸0.6％，酒石酸钠0.06％,酒石酸18％，庚二酸0.4％，四水甲酸铜0.4％，硅酸二钙复合粉体材料38％，氧化硅复合体材料0.03％，其余硅酸二钙进行配料。除硅酸二钙复合粉体材料、氧化硅复合体材料外，其余原料为纯物质(含量大于99.9％)，固相粉体平均粒径为9微米。将各原料在搅拌机中进行混合，而后将混合均匀的粉料在115℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为200目，然后放入烧结炉进行焙烧。焙烧温度为680℃，保温2.5小时，冷却至室温后，进行二次回火处理，即分别在105℃停留1.5h。冷却后得到该材料。最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到11微米。
实施例3
一种水泥基结晶母料材料，该材料中各成分的重量百分含量为：柠檬酸0.7％，酒石酸钠0.09％,酒石酸20％，庚二酸0.6％，四水甲酸铜0.5％，硅酸二钙复合粉体材料40％，氧化硅复合体材料0.05％，其余硅酸二钙。
所述氧化硅复合体材料中，钼酸钙占9％。
所述硅酸二钙复合粉体材料,该材料各成分的重量百分含量为：硫酸铝0.8％，硅酸镁0.20％，硫酸铝钾0.9％，氯化铁0.7％，硫酸铁10％，钼酸钙0.09％，次磷酸铝 0.8％，磷酸铝0.8％，其余硅酸二钙。
对比中国专利CN201611186413.9的二次抗渗性为0.5-1.0MPa，抗折强度为 3.1-4.5MPa，抗压强度36-48MPa，抗渗性为0.9-1.4MPa。本实施例的二次抗渗性为 1.4MPa，抗折强度为5.3MPa，抗压强度51MPa，抗渗性为1.6MPa。本实施例水泥基结晶母料材料的组织均匀致密。
上述一种水泥基结晶母料材料的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化硅复合体材料的制备，在1000mL纯水中加入450mL环己烷，在65℃下搅拌40分钟，然后加入300μL的乙二胺，及600mL正硅酸乙酯。在该溶液中，加入钼酸钙，充分搅拌后，在55℃下保持17小时后，得到氧化硅复合体材料。加入的钼酸钙粉体粒径达到9微米。在研磨机中使粉体粒径达到13微米。其中，氧化硅复合体材料中，钼酸钙占9％。
2)硅酸二钙复合粉体材料的制备，按照硫酸铝0.8％，硅酸镁0.20％，硫酸铝钾0.9％，氯化铁0.7％，硫酸铁10％，钼酸钙0.09％，次磷酸铝0.8％，磷酸铝0.8％，其余硅酸二钙进行配料。然后将各原料在搅拌机中进行混合，而后将搅拌均匀粉料在 120℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为220目，然后放入焙烧炉进行焙烧。焙烧温度为 340℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到13微米。
3)按照重量百分含量为柠檬酸0.7％，酒石酸钠0.09％,酒石酸20％，庚二酸0.6％，四水甲酸铜0.5％，硅酸二钙复合粉体材料40％，氧化硅复合体材料0.05％，其余硅酸二钙进行配料。除硅酸二钙复合粉体材料、氧化硅复合体材料外，其余原料为纯物质(含量大于99.9％)，固相粉体平均粒径为10微米。将各原料在搅拌机中进行混合，而后将混合均匀的粉料在120℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为220目，然后放入烧结炉进行焙烧。焙烧温度为750℃，保温3小时，冷却至室温后，进行二次回火处理，即分别在110℃停留2h。冷却后得到该材料。最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到13微米。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (2)
1.一种水泥基结晶母料材料，其特征在于：该材料中各成分的重量百分含量为：柠檬酸0.5-0.7％，酒石酸钠0.04-0.09％,酒石酸15～20％，庚二酸0.3～0.6％，四水甲酸铜0.3-0.5％，硅酸二钙复合粉体材料35-40％，氧化硅复合体材料0.02-0.05％，其余硅酸二钙；
所述氧化硅复合体材料中，钼酸钙占4-9％；
所述硅酸二钙复合粉体材料,该材料各成分的重量百分含量为：硫酸铝0.5-0.8％，硅酸镁0.15-0.20％，硫酸铝钾0.5-0.9％，氯化铁0.3-0.7％，硫酸铁3-10％，钼酸钙0.06-0.09％，次磷酸铝0.3-0.8％，磷酸铝0.3-0.8％，其余硅酸二钙。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基结晶母料材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)氧化硅复合体材料的制备，在1000mL纯水中加入300-450mL环己烷，在60-65℃下搅拌20-40分钟，然后加入200-300μL的乙二胺，及400-600mL正硅酸乙酯；在该溶液中，加入钼酸钙，充分搅拌后，在50-55℃下保持14-17小时后，得到氧化硅复合体材料；加入的钼酸钙粉体粒径达到6-9微米；在研磨机中使粉体粒径达到10-13微米；其中，氧化硅复合体材料中，钼酸钙占4-9％；
2)硅酸二钙复合粉体材料的制备，按照硫酸铝0.5-0.8％，硅酸镁0.15-0.20％，硫酸铝钾0.5-0.9％，氯化铁0.3-0.7％，硫酸铁3-10％，钼酸钙0.06-0.09％，次磷酸铝0.3-0.8％，磷酸铝0.3-0.8％，其余硅酸二钙进行配料；然后将各原料在搅拌机中进行混合，而后将搅拌均匀粉料在110-120℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180-220目，然后放入焙烧炉进行焙烧；焙烧温度为280-340℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到10-13微米；
3)按照重量百分含量为柠檬酸0.5-0.7％，酒石酸钠0.04-0.09％,酒石酸15～20％，庚二酸0.3～0.6％，四水甲酸铜0.3-0.5％，硅酸二钙复合粉体材料35-40％，氧化硅复合体材料0.02-0.05％，其余硅酸二钙进行配料；除硅酸二钙复合粉体材料、氧化硅复合体材料外，其余原料为纯物质，固相粉体平均粒径为8-10微米；将各原料在搅拌机中进行混合，而后将混合均匀的粉料在110-120℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180-220目，然后放入烧结炉进行焙烧。焙烧温度为600-750℃，保温2-3小时，冷却至室温后，进行二次回火处理，即分别在100-110℃停留1-2h；冷却后得到该材料；最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到10-13微米。
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