CN109678372A - 一种透光地聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透光地聚合物及其制备方法。该透光地聚合物是由地聚合物及透光元件组成，所述的地聚合物质量份数为：偏高岭土50‑100份，粉煤灰10‑50份，赤泥10‑50份，提钛尾渣5‑20份，沸石粉5‑15份，苛性碱10‑20份，水玻璃25‑40份，植物油0.1‑1份，消泡剂0.1‑0.5份；所述的透光元件为主要成分为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸类的亚克力棒；所述的透光元件的总面积与地聚合物横截面积的比为0.1‑0.5。本发明提出的透光地聚合物透光性好，制备方法简单，原材料大部分源于工业废弃物，经济环保。

Description

一种透光地聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种透光地聚合物及其制备方法。
技术背景
透光水泥是匈牙利建筑师Aron Losonczj于2002年首先发明，此后在美国、法国等国家被应用。用透光水泥可制成园林建筑制品、装饰板材、装饰砌块和曲面波浪型，为建筑师的艺术想象与创作提供了实现的可能性。
透光水泥是一种全新透光材料，在材料组成、透光原理、材料性能等各个方面与传统的透光材料完全不同。其材料基本组成是大量的光纤以一定空间排列组合方式埋入水泥基材料中。然而，光纤主要是成分为SiO2，其虽具有优异的导光性能，但高碱性的硅酸盐水泥对光纤维具有强烈侵蚀作用，降低透光性能及透光建筑物的耐久性。因此，未来透光混凝土中的导光材料必将朝着多元化发展，透光材料的高韧性，低脆性，高透光性，低成本化成为其主要的研究趋势。
地聚合物是由硅氧与铝氧四面体组成的，具有空间三维网络状键接结构的新型无机硅铝质胶凝材料。与传统水泥相比，地聚合物的原材料来源广泛，工业废气物粉煤灰、赤泥，天然煅烧高岭土均可以作为原材料。此外其生产能耗低、CO2排放量小，具有快硬，高韧性。此外，丙烯酸类等高分子材料具有良好的耐酸碱能力、透明性。相比光纤，其具有稳定化学性及耐候性，且易加工等优良性能。因此，为了降低透光建筑物的生产成本，简化生产工艺，使用地聚合物为基体，聚丙烯酸类塑料为透光元件，制备透光地聚合物，保证良好透光性及耐久性，同时降低透光建筑的造价。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，利用工业废弃物粉煤灰，偏高岭土，赤泥为胶凝材料，低成本的透光元件，制备一种透光地聚合物。
本发明还有另一个目的是提供该透光地聚合物的制备方法。
为实现上述目，本发明是通过如下技术方案：
一种透光地聚合物主要是由偏高岭土，赤泥，粉煤灰，碱性激发剂，矿物掺和料，外加剂及透光元件组成，材料以重量份计，具体组份如下：
偏高岭土50-100份；
粉煤灰10-100份；
赤泥10-100份；
提钛尾渣5-10份；
沸石粉5-15份；
苛性碱10-20份；
水玻璃25-40份；
植物油0.1-1份；
消泡剂：0.1-0.5份；
所述的透光元件为直径为0.3mm-2mm的圆柱形或底面边长为0.3mm-2mm的正方形的亚克力棒，其主要成分为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸类。
一种透光地聚合物的制备方法，包括以下步骤：
1.利用偶联剂对透光元件的表面进行处理，将透光元件固定在模具底部，模具的示意图见图1-图3，透光元件之间的距离2mm-4mm。
2.将水玻璃放置与冷水浴中，加入固体碱，缓慢搅拌直达碱完全溶解，密封放置24h，作为碱激发剂；
3.将植物油与消泡剂加入适量的水中，制备为外加剂溶液；
4.将碱性激发剂与外加剂溶液分别加入胶凝材料中，搅拌3min，然后依次加入提钛尾渣，沸石粉，继续搅拌3min，使浆体均匀混合；
5.将混合均匀的浆体倒入模具中，标准养护24h后脱模，得到透光地聚合物。
所述的，胶凝材料为偏高岭土，粉煤灰，赤泥的一种或多种复合。
所述的透光元件的总面积与地聚合物横截面积的比为0.1-0.5。
所述的透光混凝土的模具由侧面和底部两部构成，底部由等间距的正方体凹槽或圆柱凹槽构成，其尺寸可以随需求做出相应的调整。
本发明具有以下有益效果：
1.利用赤泥，提钛尾渣，粉煤灰等工业废弃物制备的透光混凝土，提高固体废弃物的利用率，保护环境，降低价格低廉，性能稳定，且不易开裂。
2.使用的丙烯酸棒为光学元件，其透光率高于85％，制备工艺简单，来源广泛，具有较强的耐碱性，对地聚合物的性能没有不良影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的模具外部，内部结构示意图。
图3为本发明的模具外部，内部结构。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种透光地聚合物，其特征在于，各原材料的组份数为：偏高岭土60份；粉煤灰20份；赤泥20份；提钛尾渣10份；沸石粉8份；苛性碱12份；水玻璃30份；植物油0.2份；消泡剂0.2份；透光元件为边长0.5mm的亚克力棒。
S1:利用硅烷偶联剂对透光元件的表面进行处理，将透光元件固定在模具底部，透光元件之间的距离为2mm；
S2:将水玻璃放置与冷水浴中，加入固体苛性碱，缓慢搅拌直达苛性碱完全溶解，密封放置24h，作为碱激发剂；
S3:将植物油与消泡剂加入适量的水中，制备为外加剂溶液；
S4:将步骤2)制备的碱激发剂与步骤3)制备的外加剂溶液依次加入胶凝材料中，搅拌3min，然后依次加入矿物掺和料，继续搅拌3min，使地聚合物浆体均匀混合；
S5:将步骤4)制备的地聚合物浆体倒入模具中标准养护24h后脱模，得到透光地聚合物。
所制备的透光地聚合物，透光元件的总面积与地聚合物横截面积的比为0.2，其透光率为89％。
实施例2
一种透光地聚合物，其特征在于，各原材料的组份数为：偏高岭土80份；粉煤灰30份；赤泥15份；提钛尾渣15份；沸石粉12份；苛性碱15份；水玻璃25份；植物油0.5份；消泡剂0.3份；
具体实施方法与实施例1的步骤相同，所不同是透光元件为直径为1mm的亚克力棒。所制备的透光地聚合物，透光元件的总面积与地聚合物横截面积的比为0.5，其透光率为92％。
实施例3
一种透光地聚合物，其特征在于，各原材料的组份数为：偏高岭土90份；粉煤灰35份；赤泥20份；提钛尾渣20份；沸石粉12份；苛性碱20份；水玻璃35份；植物油0.8份；消泡剂0.5份；
具体实施方法与实施例1的步骤相同，所不同是透光元件为直径为2.5mm的亚克力棒。所制备的透光地聚合物，透光元件的总面积与地聚合物横截面积的比为0.5，其透光率为96％。

Claims (8)

1.一种透光地聚合物，其特征在于，各原材料的组份数为：偏高岭土50-100份；粉煤灰10-50份；赤泥10-50份；提钛尾渣5-20份；沸石粉5-15份；苛性碱10-20份；水玻璃25-40份；植物油0.1-1份；消泡剂0.1-0.5份；透光元件。
2.权利要求1所述的透光地聚合物，其特征在于，是由以下步骤制备得到的：
1)利用偶联剂对透光元件的表面进行处理，将透光元件固定在模具底部，透光元件之间的距离为3mm-4mm；
2)将水玻璃放置与冷水浴中，加入固体苛性碱，缓慢搅拌直达苛性碱完全溶解，密封放置24h，作为碱激发剂；
3)将植物油与消泡剂加入适量的水中，制备为外加剂溶液；
4)将步骤2)制备的碱激发剂与步骤3)制备的外加剂溶液依次加入胶凝材料中，搅拌3min，然后依次加入矿物掺和料，继续搅拌3min，使地聚合物浆体均匀混合；
5)将步骤4)制备的地聚合物浆体倒入模具中标准养护24h后脱模，得到透光地聚合物。
3.根据权利要求1所述的透光地聚合物，其特征在于，所述的透光元件为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸类。
4.根据权利要求1所述的透光地聚合物，其特征在于，所述的偏高岭土，由高岭土经过700℃煅烧2h后获得，细度为200目筛余量0.5-1.5％。
5.根据权利要求1所述的透光地聚合物，其特征在于，所述的水玻璃，为工业生产的钠水玻璃或钾水玻璃的一种，模数为2.0-2.5，固含量为30％-55％。
6.根据权利要求2所述的透光地聚合物，其特征在于，所述的胶凝材料为偏高岭土，粉煤灰，赤泥的一种或多种复合。
7.根据权利要求2所述的透光地聚合物，其特征在于，所述的矿物掺和料为提钛尾渣与沸石粉，平均颗粒尺寸为20-30μm。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的透光元件的总面积与地聚合物横截面积的比为0.1-0.5。
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