CN109455988B - 一种400℃耐热胶凝材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种400℃耐热胶凝材料的制备方法，将高炉矿渣、氧化锆研磨体、自来水、分散剂，离子促溶剂装入球磨罐中密封，研磨，除去研磨体，得到中值粒径为2.2～2.8μm的浆料，浆料加入15～50份的水泥，得400℃耐热胶凝材料。本发明利用湿法研磨制备超细粒化高炉矿渣，利用水泥激发高炉矿渣的活性，利用离子促溶剂促进湿磨过程中钙、硅、铝等元素的溶出，进而促进水滑石类水化产物的形成，以显著提高水化产物的热稳定性。本发明标准养护56d后，400℃恒温热养护3h，其强度损失率小于10％。400℃耐热胶凝材料可广泛应用于400℃耐热混凝土。

Description

一种400℃耐热胶凝材料的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种400℃耐热胶凝材料的制备方法。
背景技术
如何有效地解决建筑物耐火、耐热是大家所关心的问题。耐热混凝土是一种能长期承受高温作用(200℃以上)，并在高温作用下保持所需的物理力学性能的特种混凝土。根据所用胶结料的不同，耐热混凝土可分为：硅酸盐耐热混凝土、铝酸盐耐热混凝土、磷酸盐耐热混凝土、硫酸盐耐热混凝土、水玻璃耐热混凝土、镁质水泥耐热混凝土、其他胶结料耐热混凝土。大量研究表明，普通混凝土在高温受热下的退化包括质量减少和形成大量的孔和裂缝以及强度和弹性模量的下降，退化的结果造成普通混凝土出现大面积裂缝以至坍塌。普通混凝土受热导致性能下降的机理复杂，作用机理包括水泥水化产物受热作用机理和水泥水化产物与骨料之间受热相互作用机理，所以寻找一种可用于耐热混凝土的胶凝材料是本领域技术人员急需解决的问题。
目前耐热混凝土通常采用水泥、水玻璃或高炉矿渣作为胶凝材料，但该耐热混凝土普遍高温后残余强度都不高，强度损失率高，不利于其耐久性能。因此耐热混凝土在使用时还存在许多问题
CN108623215A公开一种高性能耐热混凝土，由树脂组份、固化剂组份、集料组份、抗菌添加剂以及抗裂剂组份，树脂组份包括改性环氧树脂和硅烷偶联剂，固化剂组份包括固化剂和促进剂，集料组份为钢化玻璃颗粒及光催化剂，抗裂剂组份包括抗裂纤维、膨胀剂、分散剂、云母粉、水溶性聚合物。价格较为昂贵，不利用推广。CN108793801A公开了一种混凝土耐热型添加剂，由水、引气剂、分散剂、膨胀剂、缓凝剂、表面活性剂、抗氧化剂、流点改善剂配制而成。CN101712542B公开了一种耐热混凝土，由水泥，由高炉水淬矿渣和/或铁矿围岩构成的骨料，由粉煤灰和/或矿渣粉构成的填充料配制而成。该耐热混凝土标养28天后，让温度达到700℃，其强度损失率相对110℃仅小于30％，同时检测到从110℃加热到700℃后的质量损失率在10％以内，线变化率仅在1％以内，可满足于耐热度为700℃的施工要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种利用工业固废高炉矿渣为原材料，耐热性能符合要求的400℃耐热胶凝材料的制备方法。
本发明目的的实现方式为，一种400℃耐热胶凝材料的制备方法，是将150～250份高炉矿渣、300～750份氧化锆研磨体、75～125份自来水、1～3份分散剂、0.3～0.6份离子促溶剂装入球磨罐中密封，研磨40～60min，除去研磨体，得到中值粒径为2.2～2.8μm的浆料，加入15～50份的水泥，所得的400℃耐热胶凝材料；
所述分散剂为聚羧酸减水剂、丙烯酸分散剂、萘磺酸盐甲醛缩合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物；
所述离子促溶剂为三乙醇胺与三异丙醇胺的混合物，其质量比为1:2～2:1。
本发明利用湿法研磨制备中值粒径2.2～2.8μm超细粒化高炉矿渣，利用水泥激发高炉矿渣活性，利用离子促溶剂促进湿磨过程中钙、硅、铝等元素的溶出，进而促进水滑石类水化产物的形成，以显著提高水化产物的热稳定性。
本发明制备的400℃耐热胶凝材料标准养护56d后，400℃恒温热养护3h，与纯水泥相比，其强度损失率小于10％，400℃耐热胶凝材料与纯水泥相比，强度损失率降低80％以上。
本发明制备的400℃耐热胶凝材料可广泛应用于400℃耐热混凝土。
具体实施方式
本发明是将高炉矿渣、氧化锆研磨体、自来水、分散剂，离子促溶剂装入球磨罐中密封，研磨，除去研磨体，得到中值粒径为2.2～2.8μm的浆料，加入15～50份的水泥，得400℃耐热胶凝材料。
为了促进湿磨过程中钙、硅、铝等元素的溶出，本发明在原料中采用了离子促溶剂，所述离子促溶剂为三乙醇胺与三异丙醇胺的混合物，其质量比为1:2～2:1。
所述分散剂为聚羧酸减水剂、丙烯酸分散剂、萘磺酸盐甲醛缩合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物。
所述氧化锆研磨体直径特征为：8mm:3mm:1mm:0.8mm质量比为2:4:4:5。
本发明所用原料均为市售产品。聚羧酸减水剂、丙烯酸分散剂、萘磺酸盐甲醛缩合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物均为水泥外加剂或添加剂所可采用的化合物。
下面用具体实施例详述本发明。
实施例1
将150份高炉矿渣、300份氧化锆研磨体、75份自来水、1份聚羧酸分散剂，0.3份离子促溶剂装入球磨罐中密封，研磨40min，除去研磨体，得到中值粒径为2.8μm的浆料，加入15份的水泥，得400℃耐热胶凝材料。
研磨罐中放入的研磨体配比是8mm:3mm:1mm:0.8mm＝2:4:4:5。
所述离子促溶剂由0.1份三乙醇胺和0.2份三异丙醇胺配制而成。
参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-2005制备砂浆试验，将本实施例所得450克400℃耐热胶凝材料，与1350克砂，225克水混合搅拌，标准养护56d后：测定抗压强度为45.2MPa；400℃恒温热养护3h，测定抗压强度为41.2MPa，抗压强度损失率为9％。
实施例2
将250份高炉矿渣、750份氧化锆研磨体、125份自来水、3份聚羧酸分散剂，0.6份离子促溶剂装入球磨罐中，密封，研磨60min，除去研磨体，得到中值粒径为2.2μm的浆料，加入20份的水泥，得400℃耐热胶凝材料。
研磨罐中放入的研磨体配比是8mm:3mm:1mm:0.8mm＝2:4:4:5。
所述离子促溶剂由0.2份三乙醇胺和0.4份三异丙醇胺配制而成。
参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-2005制备砂浆试验，将本实施例所得450克400℃耐热胶凝材料，与1350克砂，225克水混合搅拌，，标准养护56d后：测定抗压强度为46.7MPa；400℃恒温热养护3h，测定抗压强度为43.9MPa，抗压强度损失率为6％。
实施例3
将150份高炉矿渣、400份氧化锆研磨体、100份自来水、1.2份聚丙烯分散剂，0.6份离子促溶剂装入球磨罐中，密封，研磨50min，除去研磨体，得到中值粒径为2.6μm的浆料，加入30份的水泥，得到400℃耐热胶凝材料。
研磨罐中放入的研磨体配比是8mm:3mm:1mm:0.8mm＝2:4:4:5。
所述离子促溶剂由0.4份三乙醇胺和0.2份三异丙醇胺配制而成。
参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-2005制备砂浆试验，将本实施例所得450克400℃耐热胶凝材料，与1350克砂，225克水混合搅拌，标准养护56d后：测定抗压强度为44.5MPa；400℃恒温热养护3h，测定抗压强度为51.7MPa，抗压强度损失率为6.2％。。
实施例4
将200份高炉矿渣、500份氧化锆研磨体、125份自来水、1.2份市售萘磺酸盐甲醛缩合物分散剂，0.3份离子促溶剂装入球磨罐中，密封，研磨40min，除去研磨体，得到中值粒径为2.5μm的浆料，加入15份的水泥，得400℃耐热胶凝材料。
研磨罐中放入的研磨体配比是8mm:3mm:1mm:0.8mm＝2:4:4:5。
所述离子促溶剂由0.2份三乙醇胺和0.1份三异丙醇胺配制而成。
参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-2005制备砂浆试验，将本实施例所得450克400℃耐热胶凝材料，与1350克砂，225克水混合搅拌，标准养护56d后：测定抗压强度为42.9MPa；400℃恒温热养护3h，测定抗压强度为39.8MPa，抗压强度损失率为7.1％。
实施例5
将250份高炉矿渣、600份氧化锆研磨体、100份自来水、2.2份市售萘磺酸盐甲醛缩合物分散剂，0.5份离子促溶剂装入球磨罐中，密封，研磨60min，除去研磨体，得到中值粒径为2.3μm的浆料，加入50份的水泥，得400℃耐热胶凝材料。
研磨罐中放入的研磨体配比是8mm:3mm:1mm:0.8mm＝2:4:4:5。
所述离子促溶剂由0.3份三乙醇胺和0.2份三异丙醇胺配制而成。
参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-2005制备砂浆试验，将本实施例所得450克400℃耐热胶凝材料，1350克砂，225克水混合搅拌，标准养护56d后：测定抗压强度为46.7MPa；400℃恒温热养护3h，测定抗压强度为42.5MPa，抗压强度损失率为9.1％。
实施例6
将200份高炉矿渣、500份氧化锆研磨体、100份自来水、2.4份三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物分散剂，0.4份离子促溶剂装入球磨罐中，密封，研磨40min，除去研磨体，得到中值粒径为2.5μm的浆料，加入30份的水泥，得到400℃耐热胶凝材料。
研磨罐中放入的研磨体配比是8mm:3mm:1mm:0.8mm＝2:4:4:5。
所述离子促溶剂由0.2份三乙醇胺和0.2份三异丙醇胺配制而成。
参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-2005制备砂浆试验，450克400℃耐热胶凝材料，与1350克砂，225克水混合搅拌，标准养护56d后：测定抗压强度为45.2MPa；400℃恒温热养护3h，测定抗压强度为41.8MPa，抗压强度损失率为7.5％。

Claims (2)

1.一种400℃耐热胶凝材料的制备方法，其特征在于：将150～250份高炉矿渣、300～750份氧化锆研磨体、75～125份自来水、1～3份分散剂、 0.3～0.6份离子促溶剂装入球磨罐中密封，研磨40～60min，除去研磨体，得到中值粒径为2.2～2.8μm的浆料，加入15～50份的水泥，所得的400℃耐热胶凝材料；
所述分散剂为聚羧酸减水剂、丙烯酸分散剂、萘磺酸盐甲醛缩合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物；
所述离子促溶剂为三乙醇胺与三异丙醇胺的混合物，其质量比为1:2～2:1。
2.根据权利要求1所述的一种400℃耐热胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述氧化锆研磨体直径特征为：8mm:3mm: 1mm: 0.8mm质量比为2:4:4:5。
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