CN109516727A - 一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法,首先进行原料准备,按一定比例称取各组分原料;并将掺合料投入球磨机球磨,过200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为3h;再制备防腐油;接着进行减水组合物的合成,首先合成第一反应液,再合成第二反应液,再进行冷压烧结,得到所述减水组合物;最后制备水泥管桩,拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测。本发明中提供了一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法,制备过程中合理控制配比和反应时间,制备得到的水泥管桩的防腐蚀、耐热性能得到有效改善,同时减水组合物的改进也降低了水泥的分量,大大节约了成本,具有较高的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及管桩制造领域,具体是一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法。
背景技术
管桩,又被分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩,预应力混凝土管桩(PC管桩)和预应力混凝土薄壁管桩(PTC管桩)及高强度预应力混凝土管桩(PHC管桩),现如今市面上大多利用水泥来制备混凝土,并进行管桩的制造。
现如今市面上的预应力混凝土桩大多具有单桩承载力高、价格便宜、抗弯性能好、沉降量小、质量稳定可靠、施工速度快等特点,已经被广泛使用于工业建筑,民用建筑和桥梁,港口等基础工程。
但是,随着水泥土桩应用范围的日益广阔,在具有较高侵蚀性的环境中,管桩的耐腐蚀性能较差,这不仅降低了管桩的使用寿命,也给我们带来了极大的不便。
针对以上情况,我们提供了一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法,不仅降低了管桩的制备成本,同时可以有效提高管桩的耐腐蚀性能,这是我们亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法,以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩,所述各原料组分如下:以重量份计,水泥340-500份、砂石1200-1400份、水110-140份、减水组合物10-16份、掺合料120-160份、有机硅树脂8-12份、硅烷偶联剂0.3-0.8份、催化剂0.5-1.5份、防腐油1-3份。
较优化地,所述减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂100-120份、苯酚250-350份、氢氧化钠75-100份、甲醛200-325份、对氨基苯磺酸钠100-200份、溶剂300-350份、有机硅1-1.5份、固化剂5-10份。
较优化地,所述掺合料主要由矿渣、粉煤灰和炉渣组成,所述矿渣、炉渣、粉煤灰的质量比例为(15-20):5:1。
较优化地,所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、氢氧化钾、辛酸亚锡中的一种或多种。
较优化地,所述溶剂为去离子水;所述防腐油包括桐油和桐油酸铜,所述桐油和桐油酸铜的质量比例为(1-2):3。
一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩的制备方法,包括以下步骤:
1)原料准备;
2)减水组合物的合成;
3)水泥管桩的制备;
4)得到所述水泥管桩。
较优化地,包括以下步骤:
1)原料准备:
a)按一定比例称取各组分原料;
b)将掺合料投入球磨机球磨,过100μm-200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2-3h;
c)制备防腐油;
2)减水组合物的合成:
a)第一反应液的合成;
b)第二反应液的合成;
c)冷压烧结;
d)得到所述减水组合物;
3)水泥管桩的制备:
a)第三反应液的合成;
b)物料搅拌:将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将步骤a)中的第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;
c)离心养护:将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置0.5-1.5h,然后以22℃/h升温到70-75℃,然后恒温4-5h,接着以30℃/h降温到15-20℃;
d)得到成品:拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;
4)得到所述水泥管桩。
较优化地,包括以下步骤:
1)原料准备:
a)按一定比例称取各组分原料;
b)将掺合料投入球磨机球磨,过100μm-200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2-3h;
c)制备防腐油;
2)减水组合物的合成:
a)第一反应液的合成:首先在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和溶剂,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在40-45℃保温20min;升温至60-70℃,加入甲醛,并保温20-45min,得到第一反应液;
b)第二反应液的合成:在预设缩合温度的条件下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温15-25min后,在预设重排温度的条件下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温10-20min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在85-95℃下回流0.5-1h,降温出料,得到第二反应液;
c)冷压烧结:将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在60-100℃的条件下干燥10-15h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为10~20min,在氩气保护下100-150℃烧结,保温1-1.5h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为10-20min,然后再在120-150℃烧结,保温1-2h;
d)得到所述减水组合物;
3)水泥管桩的制备;
a)第三反应液的合成:在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中加入有机硅树脂和硅烷偶联剂,搅拌0.5-1h后加入防腐油,继续搅拌0.5h;再加入一定量的减水组合物,升温至100-120℃时,分多次滴加催化剂,反应6-8h,直至反应烧瓶内为褐红色,停止反应,冷却,得到第三反应液;
b)物料搅拌:将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将步骤a)中的第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;
c)离心养护:将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置0.5-1.5h,然后以22℃/h升温到70-75℃,然后恒温4-5h,接着以30℃/h降温到15-20℃;
d)得到成品:拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;
4)得到所述水泥管桩。
较优化地,所述步骤2)中的b)步骤中,所述预设缩合温度为95-100℃;所述预设重排温度为80-85℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中提供了一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法,其中掺和料选择将矿渣、炉渣、粉煤灰进行混合不仅可以通过矿渣、炉渣和粉煤灰相互配合,减少用水量,减少了水泥的用量,节约制备成本,同时改善了混凝土拌和物的和易性,提高混凝土抗渗能力,增加混凝土的修饰性,粉煤灰和矿渣等成本较低,实现了废物的再次利用,具有较大的实用性。
本发明中提供了一种特殊的减水组合物,通过对氨基苯磺酸钠、苯酚和甲醛在碱性条件下加热缩合,得到了氨基磺酸盐系减水剂,氨基磺酸盐系减水剂属于芳香烃环状结构。线性结构主链上含有大量的磺酸基(-SO3H)、氨基(-NH2)、烃基(-OH)等亲水性官能团,亲水性官能团朝向水溶液,容易以氢键的形式与水分子缔合,在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜,阻止水泥颗粒之间的直接接触,起到了润滑作用,因此制备得到氨基磺酸盐高效减水剂具有极强的分散作用和防止坍落度损失的能力。
由于氨基磺酸盐系减水剂是二元缩合形成,减水剂分子在水泥颗粒表面呈环状、引线状和齿轮状吸附,而且ζ电位随着时间降低得也少,可以使水泥粒子之间的静电斥力呈现立体交错纵横式,对水泥粒子之间的凝聚作用阻碍较大,分散系统的稳定性能好,因此掺量小,减水率高,具有较高的实用性。
氨基磺酸盐系减水剂的生成过程如下:首先,在碱的催化下,甲醛与苯酚之间发生羰基的亲核加成反应;
随即苯酚、对氨基苯磺酸钠和甲醛之间发生聚合反应;
在生成氨基磺酸盐系减水剂的同时,我们通过控制反应条件和pH,反应物苯酚和甲醛在碱性条件下进行加成反应,随即反应缩聚生成酚醛树脂,生成的酚醛树脂合成方便,同时具有较好的防腐蚀、耐热性、阻燃等性能,纯酚醛树脂的耐热性较差,应用范围受到限制,因此我们对酚醛树脂进行改性,将得到的第二反应液经过抽滤干燥后,制备得到酚醛树脂并与环氧树脂混合并进行冷压烧结,得到环氧酚醛树脂;这是通过酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基和环氧基进行化学反应,同时酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基进行化学反应,反应后使得材料的内部联结更加紧密,耐腐蚀性能大大提高,同时改善了酚醛树脂的耐候性和机械强度;我们在制备过程中还引入了有机硅,可以通过有机硅的羟基与酚醛树脂中的羟甲基反应,从而增加固化产物的交联密度,增强粘接性能。
酚醛树脂的反应过程:首先进行苯酚和甲醛的加成反应,生成一元羟甲基苯酚;
在一定条件下,一元羟甲基苯酚继续进行加成反应,生成二元羟甲基苯酚及多元羟甲基苯酚;
随后进行缩合和缩聚反应,合成酚醛树脂。
在制备得到环氧酚醛树脂时,我们选择了冷压烧结,可以有效提高酚醛树脂和环氧树脂的组分间的相容性,并提高了环氧酚醛树脂的强度,提高了环氧酚醛树脂的致密性。
本发明在制备环氧酚醛树脂后,通过有机硅树脂和硅烷偶联剂对环氧酚醛树脂进行改性,制备得到的改性树脂的耐热性和耐腐蚀性大大提高,同时我们的催化剂优先选择二丁基二月桂酸锡,加快反应进程。
当反应中不使用硅烷偶联剂时,无论反应时间长短,改性树脂都容易出现相分离,而硅烷偶联剂可以充当桥梁作用,有效改善环氧酚醛树脂和有机硅树脂之间的相容性;硅烷偶联剂可以消耗过多的环氧基团,减少固化反应中的反应交联点,从而改变改性树脂的防腐蚀能力。
本发明中原料中还添加了防腐油,防腐油可以能够有效的实现混凝土管桩与外界环境的隔离,从而避免了潮湿的环境对混凝土管桩造成的腐蚀,提高了管桩的耐腐蚀度,延长了管桩的使用寿命;同时防腐油在制备改性树脂之前加入到烧瓶中,可以使得减水组合物、防腐油、有机硅树脂之间的相容性更好,在制备水泥管桩时效果更加明显。
本发明中提供了一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩及其制备方法,制备过程中合理控制配比和反应时间,制备得到的水泥管桩的防腐蚀、耐热性能得到有效改善,同时减水组合物的改进也降低了水泥的分量,大大节约了成本,具有较高的实用性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本实施例中:减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂100份、苯酚2500份、氢氧化钠75份、甲醛200份、对氨基苯磺酸钠100份、去离子水300份、有机硅1份、固化剂5份。
首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在40℃保温20min;升温至60℃,加入甲醛,并保温20min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在95℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温15min后,在80℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温10min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在85℃下回流0.5h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在60℃的条件下干燥10h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为10min,在氩气保护下100℃烧结,保温1h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为10min,然后再在120℃烧结,保温1h;得到所述减水组合物。
实施例2:
本实施例中,减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂110份、苯酚300份、氢氧化钠85份、甲醛258份、对氨基苯磺酸钠150份、溶剂325份、有机硅1.4份、固化剂8份。
首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在43℃保温20min;升温至65℃,加入甲醛,并保温30min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在98℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温20min后,在83℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温15min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在90℃下回流0.8h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在80℃的条件下干燥13h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为15min,在氩气保护下125℃烧结,保温1.3h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为15min,然后再在130℃烧结,保温1.5h;得到所述减水组合物。
实施例3:
本实施例中,减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂120份、苯酚350份、氢氧化钠100份、甲醛325份、对氨基苯磺酸钠200份、溶剂350份、有机硅1.5份、固化剂10份。
首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在45℃保温20min;升温至70℃,加入甲醛,并保温45min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在100℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温25min后,在85℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温20min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在95℃下回流1h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在100℃的条件下干燥15h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为20min,在氩气保护下150℃烧结,保温1.5h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为20min,然后再在150℃烧结,保温2h;得到所述减水组合物。
实施例4:
本实施例中包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂120份、苯酚350份、氢氧化钠100份、甲醛325份。
首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的苯酚和70%的氢氧化钠,调节pH,在40℃保温20min;升温至60℃,加入甲醛,并保温20min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在95℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温15min后,在80℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温10min,调节pH,进行分子重排反应,并在85℃下回流0.5h,降温出料。
实施例5:
本实施例中各原料组分如下:以重量份计,水泥340份、砂石1200份、水110份、减水组合物10份、掺合料120份、有机硅树脂8份、硅烷偶联剂0.3份、防腐油1份。
减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂100份、苯酚250份、氢氧化钠75份、甲醛200份、对氨基苯磺酸钠100份、溶剂300份、有机硅1份、固化剂5份。
首先进行原料准备,按一定比例称取各组分原料;并将掺合料投入球磨机球磨,过100μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2h;再制备防腐油,防腐油包括桐油和桐油酸铜,桐油和桐油酸铜的质量比例为1:3。
接着进行减水组合物的合成,首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在40℃保温20min;升温至60℃,加入甲醛,并保温20min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在95℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温15min后,在80℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温10min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在85℃下回流0.5h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在60-100℃的条件下干燥10h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为10min,在氩气保护下100℃烧结,保温1h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为10min,然后再在120℃烧结,保温1h;得到所述减水组合物。
最后制备水泥管桩,首先进行物料搅拌,将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将减水组合物、防腐油加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;接着离心养护,将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置0.5h,然后以22℃/h升温到70℃,然后恒温4h,接着以30℃/h降温到15℃;拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;得到水泥管桩。
实施例6:
本实施例中各原料组分如下:以重量份计,水泥340份、砂石1200份、水110份、减水组合物10份、掺合料120份、有机硅树脂8份、硅烷偶联剂0.3份、催化剂0.5份、防腐油1份。
减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂100份、苯酚250份、氢氧化钠75份、甲醛200份、对氨基苯磺酸钠100份、溶剂300份、有机硅1份、固化剂5份。
首先进行原料准备,按一定比例称取各组分原料;并将掺合料投入球磨机球磨,过150μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2.5h;再制备防腐油,防腐油包括桐油和桐油酸铜,桐油和桐油酸铜的质量比例为1.5:3。
接着进行减水组合物的合成,首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在43℃保温20min;升温至65℃,加入甲醛,并保温30min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在98℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温20min后,在83℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温15min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在90℃下回流0.8h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在80℃的条件下干燥13h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为15min,在氩气保护下120℃烧结,保温1.3h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为15min,然后再在130℃烧结,保温1.5h;得到所述减水组合物。
最后制备水泥管桩,首先合成第三反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中加入有机硅树脂和硅烷偶联剂,搅拌0.8h后加入防腐油,继续搅拌0.5h;再加入一定量的减水组合物,升温至110℃时,分多次滴加二丁基二月桂酸锡,反应7h,直至反应烧瓶内为褐红色,停止反应,冷却,得到第三反应液;再进行物料搅拌,将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;接着离心养护,将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置1h,然后以22℃/h升温到72℃,然后恒温4.5h,接着以30℃/h降温到18℃;拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;得到水泥管桩。
实施例7:
本实施例中,各原料组分如下:以重量份计,水泥400份、砂石1300份、水130份、减水组合物14份、掺合料140份、有机硅树脂10份、硅烷偶联剂0.6份、催化剂1份、防腐油2份。
减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂110份、苯酚300份、氢氧化钠95份、甲醛275份、对氨基苯磺酸钠150份、溶剂325份、有机硅1.3份、固化剂8份。
首先进行原料准备,按一定比例称取各组分原料;并将掺合料投入球磨机球磨,过200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为3h;再制备防腐油,防腐油包括桐油和桐油酸铜,桐油和桐油酸铜的质量比例为2:3。
接着进行减水组合物的合成,首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在45℃保温20min;升温至70℃,加入甲醛,并保温45min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在100℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温25min后,在85℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温20min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在95℃下回流1h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在100℃的条件下干15h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为20min,在氩气保护下150℃烧结,保温1.5h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为20min,然后再在150℃烧结,保温2h;得到所述减水组合物。
最后制备水泥管桩,首先合成第三反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中加入有机硅树脂和硅烷偶联剂,搅拌1h后加入防腐油,继续搅拌0.5h;再加入一定量的减水组合物,升温至120℃时,分多次滴加氢氧化钾,反应8h,直至反应烧瓶内为褐红色,停止反应,冷却,得到第三反应液;再进行物料搅拌,将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;接着离心养护,将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置1.5h,然后以22℃/h升温到75℃,然后恒温5h,接着以30℃/h降温到20℃;拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;得到水泥管桩。
实施例8:
本实施例中各原料组分如下:以重量份计,水泥500份、砂石1400份、水140份、减水组合物16份、掺合料160份、有机硅树脂12份、硅烷偶联剂0.8份、催化剂1.5份、防腐油3份。
减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂120份、苯酚350份、氢氧化钠100份、甲醛325份、对氨基苯磺酸钠200份、溶剂350份、有机硅1.5份、固化剂10份。
首先进行原料准备,按一定比例称取各组分原料;并将掺合料投入球磨机球磨,过200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2h;再制备防腐油,防腐油包括桐油和桐油酸铜,桐油和桐油酸铜的质量比例为2:3。
接着进行减水组合物的合成,首先合成第一反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和去离子水,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在40℃保温20min;升温至60℃,加入甲醛,并保温20min,得到第一反应液;再合成第二反应液,在95℃下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温15min后,在80℃下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温10min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在85℃下回流0.5h,降温出料,得到第二反应液;再进行冷压烧结,将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在60℃的条件下干燥10h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为10min,在氩气保护下100℃烧结,保温1h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为10min,然后再在120℃烧结,保温1h;得到所述减水组合物。
最后制备水泥管桩,首先合成第三反应液,在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中加入有机硅树脂和硅烷偶联剂,搅拌0.5h后加入防腐油,继续搅拌0.5h;再加入一定量的减水组合物,升温至100℃时,分多次滴加辛酸亚锡,反应6h,直至反应烧瓶内为褐红色,停止反应,冷却,得到第三反应液;再进行物料搅拌,将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;接着离心养护,将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置0.5h,然后以22℃/h升温到70℃,然后恒温4h,接着以30℃/h降温到15℃;拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;得到水泥管桩。
实验1:
实施例1-4为对比实验,其中实施例1、实施例2、实施例3中均为减水组合物的制备,制备中得到环氧酚醛树脂,实施例4中为酚醛树脂的制备,其余控制的参数均相同,通过对实施例1-4中的产物,我们进行了以下实验:
首先取出实施例1-4生成的产物,再用电子天平分别称取相同质量的产物,然后分别加入到30%的硫酸溶液、50%的硫酸溶液、70%的硫酸溶液、50%的盐酸溶液、20%的氢氧化钠溶液中进行浸泡,每隔一定时间后将样品取出,在真空干燥箱中于80℃下烘干,测定其质量,再放入原溶液中继续腐蚀,根据检测数据得到如下结论:
实施例1-3中,制备得到的减水组合物比之实施例4中的酚醛树脂,在70%的硫酸溶液、50%的硫酸溶液、20%的氢氧化钠溶液中,耐腐蚀性明显有所改善,而在30%的硫酸溶液、50%的盐酸溶液中,由于硫酸的腐蚀性较小,且盐酸溶液较为温和,实验时间较短,所以对酚醛树脂的影响较小,减水组合物和酚醛树脂之间的差别较小。
实施例4中,制备得到的酚醛树脂在70%的硫酸溶液中耐腐蚀性最差,酚醛树脂的质量急剧下降,腐蚀结束后质量变化率的最大值和第小值之差高达80%;在50%的硫酸溶液中耐腐蚀性同样是最差的;而在30%的硫酸溶液,由于硫酸的腐蚀性较小,实验时间较短,所以对酚醛树脂的影响较小;在20%的氢氧化钠溶液中,制备得到的酚醛树脂的耐腐蚀性较差,同时在50%的盐酸溶液中,环境较为温和,对酚醛树脂的影响较小。
实验2:
实施例5-8分别为对比实验,其中实施例5中只进行了减水组合物的制备,再将减水组合物与水泥等组分原料搅拌,而实施例6-8中,减水组合物制备后还进行了有机硅树脂的改性,其余实施参数无明显影响,对实施例5-8所得到的管桩进行以下检测,检测结果如下:
根据表中数据可知,实施例5中只进行了减水组合物的制备,再将减水组合物与水泥等组分原料搅拌,制备得到水泥管桩,他的各项性能对比于传统的水泥管桩来看,效果有所提高;实施例6-8中,在制备管桩时,我们还通过有机硅树脂对减水组合物进行了改性,通过实施例6-8中的数据,他对比传统的水泥管桩,各项性能均有了较大的改善。
实施例5与实施例6-8为对照实验,通过表中数据可以看出,实施例6-8中制备得到的水泥管桩的抗硫酸盐侵蚀性能大大得到了提高,同时抗压强度大大提高,力学性能得到改善。
通过以上数据和实验,我们可以得出以下结论:1、对比环氧酚醛树脂来看,酚醛树脂的耐腐蚀性能较差,本发明对酚醛树脂进行加工制备得到环氧酚醛树脂,使得材料的内部联结更加紧密,耐腐蚀性能大大提高,同时改善了酚醛树脂的耐候性和机械强度。
2、本发明中通过有机硅树脂和硅烷偶联剂对环氧酚醛树脂进行改性,制备得到的改性树脂的耐热性和耐腐蚀性大大提高,制备过程中合理控制配比和反应时间,制备得到的水泥管桩的防腐蚀、耐热性能得到有效改善。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩,其特征在于:所述各原料组分如下:以重量份计,水泥340-500份、砂石1200-1400份、水110-140份、减水组合物10-16份、掺合料120-160份、有机硅树脂8-12份、硅烷偶联剂0.3-0.8份、催化剂0.5-1.5份、防腐油1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩,其特征在于:所述减水组合物包括各原料组分如下:以重量份计,环氧树脂100-120份、苯酚250-350份、氢氧化钠75-100份、甲醛200-325份、对氨基苯磺酸钠100-200份、溶剂300-350份、有机硅1-1.5份、固化剂5-10份。
3.根据权利要求1所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩,其特征在于:所述掺合料主要由矿渣、粉煤灰和炉渣组成,所述矿渣、炉渣、粉煤灰的质量比例为(15-20):5:1。
4.根据权利要求1所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩,其特征在于:所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、氢氧化钾、辛酸亚锡中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩,其特征在于:所述溶剂为去离子水;所述防腐油包括桐油和桐油酸铜,所述桐油和桐油酸铜的质量比例为(1-2):3。
6.一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)原料准备;
2)减水组合物的合成;
3)水泥管桩的制备;
4)得到所述水泥管桩。
7.根据权利要求6所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)原料准备:
a)按一定比例称取各组分原料;
b)将掺合料投入球磨机球磨,过100μm-200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2-3h;
c)制备防腐油;
2)减水组合物的合成:
a)第一反应液的合成;
b)第二反应液的合成;
c)冷压烧结;
d)得到所述减水组合物;
3)水泥管桩的制备:
a)第三反应液的合成;
b)物料搅拌:将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将步骤a)中的第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;
c)离心养护:将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置0.5-1.5h,然后以22℃/h升温到70-75℃,然后恒温4-5h,接着以30℃/h降温到15-20℃;
d)得到成品:拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;
4)得到所述水泥管桩。
8.根据权利要求7所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)原料准备:
a)按一定比例称取各组分原料;
b)将掺合料投入球磨机球磨,过100μm-200μm筛子,得到掺合料粉体,球磨时间为2-3h;
c)制备防腐油;
2)减水组合物的合成:
a)第一反应液的合成:首先在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的对氨基苯磺酸钠、苯酚和溶剂,搅拌至充分溶解;再加入70%的氢氧化钠,调节pH,在40-45℃保温20min;升温至60-70℃,加入甲醛,并保温20-45min,得到第一反应液;
b)第二反应液的合成:在预设缩合温度的条件下,第一反应液发生恒温缩合反应,保温15-25min后,在预设重排温度的条件下,将剩下的30%的氢氧化钠加入烧瓶中,并保温10-20min,调节pH,进行分子重排反应,随即加入有机硅,并在85-95℃下回流0.5-1h,降温出料,得到第二反应液;
c)冷压烧结:将得到的第二反应液进行抽滤,然后用水洗涤,再在60-100℃的条件下干燥10-15h,得到第一物料;按一定比例称取第一物料、固化剂和环氧树脂,投入球磨机球磨,混合均匀后采用冷压烧结法,初始压力为10MPa,保压时间为10-20min,在氩气保护下100-150℃烧结,保温1-1.5h,随炉冷却至室温,然后在15MPa压力下进行复压,保压时间为10-20min,然后再在120-150℃烧结,保温1-2h;
d)得到所述减水组合物;
3)水泥管桩的制备;
a)第三反应液的合成:在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中加入有机硅树脂和硅烷偶联剂,搅拌0.5-1h后加入防腐油,继续搅拌0.5h;再加入一定量的减水组合物,升温至100-120℃时,分多次滴加催化剂,反应6-8h,直至反应烧瓶内为褐红色,停止反应,冷却,得到第三反应液;
b)物料搅拌:将水泥、掺合料和砂石送入搅拌机中,加水进行搅拌;再将步骤a)中的第三反应液加入搅拌机中,混合搅拌均匀后得到第二物料;
c)离心养护:将第二物料放入模具中,通过离心机对混凝土离心成型,得到半成品管桩;再将半成品管桩送入蒸压釜中,静置0.5-1.5h,然后以22℃/h升温到70-75℃,然后恒温4-5h,接着以30℃/h降温到15-20℃;
d)得到成品:拆模,置于空气中,静置一段时间后得到成品,并进行质量检测;
4)得到所述水泥管桩。
9.根据权利要求8所述的一种光伏用的耐腐蚀水泥管桩的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中的b)步骤中,所述预设缩合温度为95-100℃;所述预设重排温度为80-85℃。
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