CN114907049B - 一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂及其制备方法。包括以下重量份的组分:减水剂5~10份、改性硅氧烷10~20份、硅灰10~15份、改性沸石咪唑酯骨架‑8 10~20份,以及活性吸附剂20~30份。本发明制备得到的抑制剂可有效的减少游离氢氧化钙的产生,可吸附游离氢氧化钙,具有优异的防渗和抑制泛碱的功效,从而有效的解决水泥基体出现的泛碱问题。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂及其制备方法。
背景技术
碱矿渣水泥是近年来国内外研究的热点之一。它是指将含有活性(无定型)Al2O2和SiO2的矿渣在强碱条件下,与碱或Na2SiO3(K2SiO3)等相混合,制备的新型建筑材料。其制备工艺简单,能耗低、污染少,而且碱矿渣水泥的性能优异,符合我国的绿色可持续发展战略,其研究与推广尤其对于能源比较紧张的我国具有极其重要的作用。
碱矿渣水泥虽具有快硬早强、耐高温,耐腐蚀,低碳环保等一系列普通硅酸盐水泥所没有的优异性能,但其目前仍然没有得到广泛的应用,主要在于施工后工程易出现表面泛碱现象,泛碱又俗称泛白,通常在建筑物的表面产生,一般呈现为白色粉末状﹑絮团状或絮片状。如同建筑物得白癜风一样,对其外表的美观以及工程的外观评定等有严重的影响,另外还会对建筑的着色效果、基底层和表面装饰层、油漆、贴面粘结质量有影响。其至还会造成质量事故、延长交工时间、返工等一系列问题.泛碱是由于施工中加入可溶性碱含量高,内部金属离子活性较高,容易随水分的蒸发而析出。因此,亟需设计一种抑制碱矿渣水泥泛碱的方式。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂及其制备方法,可有效解决现有碱矿渣水泥存在的泛碱的问题。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂,包括以下重量份的组分:
减水剂5~10份、改性硅氧烷10~20份、硅灰10~15份、改性沸石咪唑酯骨架-8 10~20份,以及活性吸附剂20~30份。
进一步地,包括以下重量份的组分:
减水剂5份、改性硅氧烷15份、硅灰10份、改性沸石咪唑酯骨架-8 15份,以及活性吸附剂20份。
进一步地,减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐、水溶性树脂减水剂和萘磺酸盐减水剂中的至少一种。
进一步地,改性硅氧烷为聚醚改性硅氧烷。
进一步地,改性沸石咪唑酯骨架-8为三乙醇胺改性沸石咪唑酯骨架-8。
进一步地,改性沸石咪唑酯骨架-8的制备方法为:
将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中,再加入三乙醇胺,搅拌反应3~5h后,以8000~12000r/min的速度离心10~15min,收集并洗涤固相产物,再干燥即可。
进一步地,活性吸附剂的制备方法如下:
将粉煤灰置于70~80%乙醇中浸泡1~3h后取出,然后以氯化钠作为活化剂,再加入氯化钙,混合均匀后,于600~780℃加热2~5h即可。
进一步地,氯化钙的用量为粉煤灰重量的0.1~5%。
进一步地,氯化钙的用量为粉煤灰重量的3.5%。
进一步地,氯化钠的用量为粉煤灰重量的0.1~0.5%。
进一步地,氯化钠的用量为粉煤灰重量的0.5%。
上述碱矿渣水泥泛碱抑制剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方将各组分混合均匀;
(2)将混合后的物料置于球磨机中,球磨5~6h即可。
本发明的有益效果为:
1、本申请在方案中加入了减水剂,能够减少水泥在制备过程中的需水量,从而减少水泥材料中游离氢氧化钙的产生,同时,还添加了聚醚改性硅氧烷,其能够与减水剂复配,从而有效的降低材料中气孔的产生。此外,聚醚改性硅氧烷中的硅氧烷也可与游离氢氧化钙发生反应,将游离的氢氧化钙固定在水泥材料内部,避免其向界面迁移,进一步的抑制水泥的泛碱。
2、本申请还添加了采用氯化钙改性处理的粉煤灰作为活性吸附剂,在改性过程中,采用氯化钠作为活化剂,改性后的粉煤灰表面即负载有金属离子,粉煤灰自身即具有吸附性能,在其上负载了金属离子钙离子后,其具有优异的钙钠离子交换属性,能够促进碱激发材料水化硬化,置换基体表面的钠离子等综合作用,达到抑制碱激发材料泛碱的功能化。
3、本申请中还添加了改性沸石咪唑酯骨架-8,沸石咪唑酯骨架-8可作为晶核填充至水泥间隙中,并采用三乙醇胺改性,由于醇胺上带有具有吸附性能的羟基,以及具有电负性能够产生静电斥力的胺基。因此,在采用醇胺,特别是三乙醇胺对其进行改性后,一方面能够增强其分散性,降低出现团聚的可能性,另外则是能够显著的增强水泥基体之间的凝结性能,减少气孔的产生,从而也能进一步抑制泛碱。
4、改性沸石咪唑酯骨架-8、改性粉煤灰和硅灰还可一同发挥填充效应,有效减少碱矿渣水泥中的气孔数量和体积,改善水泥的致密性,增强其密实度,从而抑制游离氢氧化钙的产生,并可抑制其迁移至水泥基体表面,从而有效的抑制水泥基体出现泛碱的问题。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂,包括以下重量份的组分:
聚羧酸减水剂5份、聚醚改性硅氧烷15份、硅灰10份、改性沸石咪唑酯骨架-8 15份,以及活性吸附剂20份。
其中,改性沸石咪唑酯骨架-8的制备方法为:
将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中,再加入三乙醇胺,搅拌反应3h后,以10000r/min的速度离心10~15min,收集并洗涤固相产物,再干燥即可。
活性吸附剂的制备方法如下:
将粉煤灰置于70%乙醇中浸泡2h后取出,然后以氯化钠作为活化剂,再加入氯化钙,混合均匀后,于780℃加热2h即可。其中,氯化钙的用量为粉煤灰重量的3%;氯化钠的用量为粉煤灰重量的0.5%。
实施例2
一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂,包括以下重量份的组分:
聚羧酸减水剂5份、聚醚改性硅氧烷10份、硅灰15份、改性沸石咪唑酯骨架-8 20份,以及活性吸附剂30份。
其中,改性沸石咪唑酯骨架-8的制备方法为:
将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中,再加入三乙醇胺,搅拌反应5h后,以8000r/min的速度离心10~15min,收集并洗涤固相产物,再干燥即可。
活性吸附剂的制备方法如下:
将粉煤灰置于80%乙醇中浸泡1~3h后取出,然后以氯化钠作为活化剂,再加入氯化钙,混合均匀后,于780℃加热5h即可。其中,氯化钙的用量为粉煤灰重量的2%;氯化钠的用量为粉煤灰重量的0.1%。
实施例3
一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂,包括以下重量份的组分:
聚羧酸减水剂10份、聚醚改性硅氧烷20份、硅灰10份、改性沸石咪唑酯骨架-8 10份,以及活性吸附剂25份。
其中,改性沸石咪唑酯骨架-8的制备方法为:
将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中,再加入三乙醇胺,搅拌反应3h后,以12000r/min的速度离心10~15min,收集并洗涤固相产物,再干燥即可。
活性吸附剂的制备方法如下:
将粉煤灰置于80%乙醇中浸泡2h后取出,然后以氯化钠作为活化剂,再加入氯化钙,混合均匀后,于780℃加热3h即可。其中,氯化钙的用量为粉煤灰重量的5%;氯化钠的用量为粉煤灰重量的0.5%。
对比例1
与实施例1相比,使用粉煤灰替换活性吸附剂,其余过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比,使用粉煤灰替换活性吸附剂,并采用沸石替换改性沸石咪唑酯骨架-8,其余过程与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比,使用改性沸石替换改性沸石咪唑酯骨架-8,其余过程与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比,使用聚醚替换聚醚改性硅氧烷,其余过程与实施例1相同。
取等量的实施例1~3和对比例1~4制备得到的泛碱抑制剂,将其加入至常规的碱矿渣水泥中,加入量为水泥重量的0.5%,然后于湿度为90%,温度为5℃的环境中养护24h后,在通风处存放24h。使碱矿渣水泥在上述环境中循环养护28天,并检测其在1、10、28天时的泛碱面积,其结果见表1。
表1水泥泛碱情况
根据表1的检测数据可知,本申请实施例1~3制备得到的泛碱抑制剂的效果优于对比例1~4。
对比例1和对比例3分别用普通的粉煤灰和改性沸石替换方案中的活性吸附剂和改性沸石咪唑酯骨架-8,可以看出,当养护28天后,对比例1和对比例3对泛碱的抑制效果显著下降。可见,改性后的粉煤灰形成的活性吸附剂,以及改性沸石咪唑酯骨架-8在方案中能够起到优异的抑制泛碱的功效。
对比例2则是使用粉煤灰替换活性吸附剂,并同时采用沸石替换改性沸石咪唑酯骨架-8,可以看出,当养护28天后,其对于泛碱的抑制效果更差。
对比例4中使用聚醚替换聚醚改性硅氧烷,聚醚可作为消泡剂使用,以降低水泥基体中的气孔,从而也可起到抑制泛碱的目的。但与本申请技术方案相比,其泛碱抑制效果明显降低,可见,本申请选用的聚羧酸减水剂与聚醚改性硅氧烷两者之间具有一定的促进作用,当两者复配使用时,能够起到1+1>2的功效。
因此,本发明制备得到的泛碱抑制剂可有效的减少游离氢氧化钙的产生,可吸附游离氢氧化钙,具有优异的防渗和抑制泛碱的功效。
Claims (7)
1.一种碱矿渣水泥泛碱抑制剂,其特征在于,包括以下重量份的组分:
减水剂5~10份、改性硅氧烷10~20份、硅灰10~15份、改性沸石咪唑酯骨架-8 10~20份,以及活性吸附剂20~30份;
所述改性沸石咪唑酯骨架-8为三乙醇胺改性沸石咪唑酯骨架-8,具体过程如下:
将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中,再加入三乙醇胺,搅拌反应3~5h后,以8000~12000r/min的速度离心10~15min,收集并洗涤固相产物,再干燥即可;
所述活性吸附剂的制备方法如下:
将粉煤灰置于70~80%乙醇中浸泡1~3h后取出,然后以氯化钠作为活化剂,再加入氯化钙,混合均匀后,于600~780℃加热2~5h即可。
2.根据权利要求1所述的碱矿渣水泥泛碱抑制剂,其特征在于,包括以下重量份的组分:
减水剂5份、改性硅氧烷15份、硅灰10份、改性沸石咪唑酯骨架-8 15份,以及活性吸附剂20份。
3.根据权利要求1或2所述的碱矿渣水泥泛碱抑制剂,其特征在于,所述减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐、水溶性树脂减水剂和萘磺酸盐减水剂中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的碱矿渣水泥泛碱抑制剂,其特征在于,所述改性硅氧烷为聚醚改性硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的碱矿渣水泥泛碱抑制剂,其特征在于,所述氯化钙的用量为粉煤灰重量的0.1~5%。
6.根据权利要求1所述的碱矿渣水泥泛碱抑制剂,其特征在于,所述氯化钠的用量为粉煤灰重量的0.1~0.5%。
7.权利要求1~6任一项所述碱矿渣水泥泛碱抑制剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按配方将各组分混合均匀;
(2)将混合后的物料置于球磨机中,球磨5~6h即可。
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