CN110563358A - 一种改性粉煤灰替代水泥作为胶凝材料在制备轻质泡沫混凝土中的应用 - Google Patents

一种改性粉煤灰替代水泥作为胶凝材料在制备轻质泡沫混凝土中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改性粉煤灰替代水泥作为胶凝材料在制备轻质泡沫混凝土中的应用。所述改性粉煤灰的制备方法包括如下步骤：将粉煤灰用乙醇分散，加入环氧树脂、硅烷偶联剂，搅拌下升温至回流温度，回流反应8‑12h后，趁热过滤，滤渣用无水乙醇洗涤，干燥即得改性粉煤灰。

Description

一种改性粉煤灰替代水泥作为胶凝材料在制备轻质泡沫混凝 土中的应用
技术领域
本发明属于泡沫混凝土领域，具体涉及一种改性粉煤灰替代水泥作为胶凝材料在制备轻质泡沫混凝土中的应用。
背景技术
泡沫混凝土是近年来建筑领域较受欢迎的建筑材料，其主要原料之一是水泥，还包含矿渣、火山灰、粉煤灰等废弃物。水泥在泡沫混凝土中作为胶凝材料，其用量一般大于矿渣、火山灰、粉煤灰，这导致泡沫混凝土在重量上仍然较重。为了获得一种轻质泡沫混凝土，本发明提供一种低聚物改性粉煤灰，来替代水泥，降低泡沫混凝土中水泥的使用比例，达到轻质的目的。
发明内容
本发明提供一种改性粉煤灰，其特征在于所述改性粉煤灰的制备方法包括如下步骤：
将粉煤灰用乙醇分散，加入环氧树脂、硅烷偶联剂，搅拌下升温至回流温度，回流反应8-12h后，趁热过滤，滤渣用无水乙醇洗涤，干燥即得改性粉煤灰。
所述粉煤灰选自I级或II级粉煤灰；每克粉煤灰使用乙醇10-15mL，环氧树脂选自4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂，粘度3000-5000mPa.s，环氧当量126-128g/eq，硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，每克粉煤灰使用环氧树脂1.5-2.0g，每克粉煤灰使用硅烷偶联剂2.0-2.5g。
本发明的另一实施方案提供一种轻质泡沫混凝土，其特征在于所述轻质泡沫混凝土由如下配方原料制备：
改性粉煤灰60-70份，水泥20-30份，水50-65份，十二烷基硫酸钠0.4-0.6份，十二醇0.1-0.2份。
本发明的另一实施方案提供上述轻质泡沫混凝土的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)取十二烷基硫酸钠0.2-0.3份、十二醇0.1-0.2份、水10-15份加入发泡机内，气泵加压至0.8MPa，制备泡沫备用；
(2)取改性粉煤灰60-70份，水泥20-30份，水40-50份，于搅拌锅内，搅拌2min后，加入步骤(1)制备的泡沫，继续搅拌1min后，得均匀流态料浆，再将其注入模具中，静置成型，脱模后于室温下自然静置养护，即得轻质泡沫混凝土。
本发明的另一实施方案提供上述改性粉煤灰在制备(轻质)泡沫混凝土中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过添加环氧树脂，使用硅烷偶联剂与粉煤灰中的成分(例如SiO2)形成低聚物改性粉煤灰，来替代水泥，降低泡沫混凝土中水泥的使用比例(一般情况，水泥用量大于粉煤灰)，达到轻质的目的，同时本发明低聚物改性粉煤灰与低比例水泥制备的泡沫混凝土仍保持较高的强度。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则，本发明的实施方式不限于以下内容。本发明实施例中使用的原料试剂如无特殊说明均为市售本领域常用规格，例如本发明实施例中使用的水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5，粉煤灰为II级，环氧树脂选自4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂，粘度3000-5000mPa.s，环氧当量126-128g/eq，硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
实施例1
取粉煤灰(II级，1.0kg)用乙醇(10.0kg)分散，加入环氧树脂(1.5kg)、硅烷偶联剂(2.0kg)，搅拌下升温至回流温度，回流反应12h后，趁热过滤，滤渣用无水乙醇洗涤，干燥即得改性粉煤灰(以下简称产品A)。
实施例2
取粉煤灰(II级，1.0kg)用乙醇(15.0kg)分散，加入环氧树脂(2.0kg)、硅烷偶联剂(2.5kg)，搅拌下升温至回流温度，回流反应8h后，趁热过滤，滤渣用无水乙醇洗涤，干燥即得改性粉煤灰(以下简称产品B)。
实施例3
(1)取十二烷基硫酸钠2g份、十二醇1g、水100g加入发泡机内，气泵加压至0.8MPa，制备泡沫备用；
(2)取产品A 600g，水泥200g，水400g，于搅拌锅内，搅拌2min后，加入步骤(1)制备的泡沫，继续搅拌1min后，得均匀流态料浆，再将其注入模具中(100mm×100mm×100mm)，静置成型(模具中养护3天)，脱模后于室温下自然静置养护28天，即得轻质泡沫混凝土(以下简称产品a)。
实施例4
(1)取十二烷基硫酸钠3g份、十二醇2g、水150g加入发泡机内，气泵加压至0.8MPa，制备泡沫备用；
(2)取产品B 700g，水泥300g，水500g，于搅拌锅内，搅拌2min后，加入步骤(1)制备的泡沫，继续搅拌1min后，得均匀流态料浆，再将其注入模具中(100mm×100mm×100mm)，静置成型(模具中养护3天)，脱模后于室温下自然静置养护28天，即得轻质泡沫混凝土(以下简称产品b)。
实施例5
(1)取十二烷基硫酸钠2g份、十二醇1g、水100g加入发泡机内，气泵加压至0.8MPa，制备泡沫备用；
(2)取粉煤灰(II级)600g，水泥200g，水400g，于搅拌锅内，搅拌2min后，加入步骤(1)制备的泡沫，继续搅拌1min后，得流态料浆，再将其注入模具中(100mm×100mm×100mm)，静置成型(模具中养护3天)，脱模后于室温下自然静置养护28天，得泡沫混凝土(以下简称产品c)。
实施例6
(1)取十二烷基硫酸钠2g份、十二醇1g、水100g加入发泡机内，气泵加压至0.8MPa，制备泡沫备用；
(2)取粉煤灰(II级)300g，水泥500g，水400g，于搅拌锅内，搅拌2min后，加入步骤(1)制备的泡沫，继续搅拌1min后，得流态料浆，再将其注入模具中(100mm×100mm×100mm)，静置成型(模具中养护3天)，脱模后于室温下自然静置养护28天，得泡沫混凝土(以下简称产品d)。
实施例7泡沫混凝土性能测试
(1)绝干密度测定
分别取产品a、b、c、d以量尺对每个试样分别量取3次长、宽、高，取其平均值并以此计算试样的体积，记为V；将每个试样用分析天平称取其质量；将试样放入干燥箱中，设定温度为60±5℃，干燥24h，然后每隔4h测定一次样品质量，直至3次以上样品质量保持不变为止，记录此时样品试样质量为m0；测定样品质量时应使样品温度自然降至常温后称量，且精确至0.01g；则试样绝干密度为ρ0为：其中ρ0为样品的绝干密度，Kg/m3；V为样品体积，mm3；m0为样品干燥后恒重，g。结果见表1。
(2)抗压强度的测定
以量尺分3次量取每个样品受压面的长、宽、高，计算试样长、宽、高的平均值并以此确定试样受压面的面积。将各样品放置于液压式拉力试验机中，选择量程合适的液压传感器并确定加载速率为0.7KN/s，开启仪器以均速进行试压，直至软件显示试样已被完全破坏，最后记录试样的最大破坏载荷。抗压强度F为F＝P/A，其中F为样品抗压强度，MPa；P为样品最大破坏载荷，N；A为样品受压面面积mm2。结果见表1。
测试产品 绝干密度(kg/m<sup>3</sup>) 28d抗压强度(MPa)
产品a 285 0.90
产品b 296 0.97
产品c 315 0.37
产品d 458 1.42

Claims (7)

1.一种改性粉煤灰，其特征在于所述改性粉煤灰的制备方法包括如下步骤：将粉煤灰用乙醇分散，加入环氧树脂、硅烷偶联剂，搅拌下升温至回流温度，回流反应8-12h后，趁热过滤，滤渣用无水乙醇洗涤，干燥即得改性粉煤灰。
2.权利要求1所述的改性粉煤灰，其特征在于每克粉煤灰使用乙醇10-15mL。
3.权利要求1-2任一项所述的改性粉煤灰，其特征在于每克粉煤灰使用环氧树脂1.5-2.0g。
4.权利要求1-3任一项所述的改性粉煤灰，其特征在于每克粉煤灰使用硅烷偶联剂2.0-2.5g。
5.一种轻质泡沫混凝土，其特征在于所述轻质泡沫混凝土由如下配方原料制备：
权利要求1-4任一项所述改性粉煤灰60-70份，水泥20-30份，水50-65份，十二烷基硫酸钠0.4-0.6份，十二醇0.1-0.2份。
6.权利要求5所述的轻质泡沫混凝土的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)取十二烷基硫酸钠0.2-0.3份、十二醇0.1-0.2份、水10-15份加入发泡机内，气泵加压至0.8MPa，制备泡沫备用；
(2)取改性粉煤灰60-70份，水泥20-30份，水40-50份，于搅拌锅内，搅拌2min后，加入步骤(1)制备的泡沫，继续搅拌1min后，得均匀流态料浆，再将其注入模具中，静置成型，脱模后于室温下自然静置养护，即得轻质泡沫混凝土。
7.权利要求1-4任一项所述改性粉煤灰在制备(轻质)泡沫混凝土中的应用。
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