一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法，所述混凝土主要原料按重量份计包括：煅烧赤泥粉15‑20份、粉煤灰24‑32份、生石膏5‑10份、生石灰12‑18份、微细二氧化硅气凝胶0.3‑0.5份,复合增韧材料2‑3份、水泥20‑30份、减水剂1‑2份、聚丙烯酸酯1‑2份,Tris‑HCl缓冲溶液2‑5份，水10‑18份。本发明专利技术的混凝土增强增韧的复合材料，将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合，通过多步骤表面共价反应，形成了一种独特的复合体系，能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性。

Composite Toughening autoclaved aerated concrete and preparation method thereof

The present invention provides a Composite Toughening of autoclaved aerated concrete and its preparing method, the main raw materials of the concrete by weight: 15 calcined red mud powder 20, fly ash 24 32 copies, 10 copies, 5 gypsum lime 12 18, micro silica aerogel 0.3 0.5 2, composite toughening material 3, cement 20 30 copies, 2 copies, 1 superplasticizer polyacrylate 1 2, Tris 2 HCl buffer solution 5 copies, 18 copies of water 10. Reinforced Composite Toughening of the concrete, the strengthening and toughening properties of halloysite nanotubes and methyl cellulose combined by covalent surface reaction steps, forming a unique composite system, can be fully dispersed in the concrete, effectively play a synergistic toughening effect of material, the concrete has good toughness anti fatigue and isotropic.

【技术实现步骤摘要】
一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法。
技术介绍
在现有的加气混凝土产品中，水泥-石灰-粉煤灰加气混凝土因其具有材料来源广泛、产品质量较好，实现了粉煤灰的综合利用，占据较大的市场份额。近年来随着环境治理的多项措施出台，火力发电企业逐渐减少，粉煤灰的产量降低，导致粉煤灰价格上涨，此外由于粉煤灰分散性较强，导致坯体易塌模，成品脆性大，在运输以及使用过程中容易出现空鼓、破损、开裂等问题，为了改善这一现象，通常需要增加蒸压加气混凝土的韧性，本专利技术的混凝土增韧用复合增韧材料，将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合，通过多步骤表面共价反应，形成了一种独特的复合体系，制备出的复合材料能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，是一种高性能混凝土增强增韧复合材料，赋予混凝土良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能混凝土增韧材料，制备的复合增韧蒸压加气混凝土具有很好的强度与韧性，可以广泛的应用于房屋建筑领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法，本专利技术采用一种可用于混凝土增韧的复合材料，它是原始埃洛石纳米管经活化处理的基础上，与亚硫酰氯反应，将埃洛石纳米管的表面羧基转化为酰氯官能团后，与双官能团有机化合物反应，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石纳米管，最后与甲基纤维素通过亲核取代反应而制备得到。该复合材料中，埃洛石纳米管与甲基纤维素的质量含量比约为1:0.1-0.5，可使所得混凝土具有良好的韧性、抗疲劳性、各向同性、抗冲击，抗震与抗裂性能。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种复合增韧蒸压加气混凝土，其所用原料按重量份计包括：煅烧赤泥粉15-20份、粉煤灰24-32份、生石膏5-10份、生石灰12-18份、微细二氧化硅气凝胶0.3-0.5份,复合增韧材料2-3份、水泥20-30份、减水剂1-2份、聚丙烯酸酯1-2份,Tris-HCl缓冲溶液2-5份，水10-18份。所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18-24%。A复合增韧材料的制备方法，它包括以下步骤：（1）将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中，在40-55℃下搅拌6-15h后，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于70-80℃下超声10-16h，然后以4000-5000rpm的转速离心30-40min，分离固体并经有机溶剂Q洗净后，再在25-35℃下真空干燥30-50h；（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合，在50-60℃下搅拌5-15h后，在氮气保护下、在20kHz、150KW的超声波清洗机中于70-85℃下超声反应6-10h后，减压蒸除三乙胺和有机溶剂P，再经混合溶剂R洗净后，在10-20℃下真空干燥24-48h；（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于0-10℃下超声3-8h后，再在0-10℃下反应24-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-56h；（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后，加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中，在10-20℃下搅拌5-10h，再在40kHz、300KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5h，在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应36-56h后，再升温至80-95℃恒温反应24-48h，减压蒸除溶剂，用水洗净后，在40℃下真空干燥24-48h后得到复合增韧材料产品。上述步骤（1）中经活化处理的埃洛石纳米管为6-30kg，亚硫酰氯为10-60kg；有机溶剂P为50-230L。上述步骤（1）中的有机溶剂P为甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种。上述步骤（1）中的有机溶剂Q为无水丙酮或四氯化碳中的一种。上述步骤（2）中的埃洛石纳米管为5-30kg；双官能团有机化合物为1-8kg；三乙胺为1-6L；有机溶剂P为50-220L。上述步骤（2）中的双官能团有机化合物为1,3-丙二胺、乙二胺和l,6-己二胺中的一种。上述步骤（2）中的混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。上述步骤（3）中的埃洛石纳米管为5-20kg；三聚氯氰为0.5-5kg；四氢呋喃为60-230L。上述步骤（4）中的埃洛石纳米管为5-20kg；溶解埃洛石纳米管的N,N’-二甲基甲酰胺为50-200L；甲基纤维素为1-5kg；溶解甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺为10-50L。上述步骤（4）中的甲基纤维素的粘均分子量为3000-20000，取代度为0.5-2.0。在上述步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石纳米管的活化处理包括以下步骤：1）取埃洛石纳米管，经机械粉碎处理并用350目筛选后待用；2）在两个相同的15L尼龙罐中各装入60颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤1）处理后的埃洛石纳米管6kg，再分别滴加600ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨40-56h后，得到平均长度为200-230nm的短切埃洛石纳米管；3）取步骤2）短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15wt%的吐温20的水溶液中超声24h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30h后得到活化处理的埃洛石纳米管。所述的埃洛石纳米管为市售产品，其主要规格：性状：白色粉末；组成：SiO2：58.1、Al2O3：41.02、TiO2：0.17、Fe2O3：0.38、P2O5：0.16；管内径：15-22nm；管外径：40-70nm；长度：<1.5μm；比表面积：53.4m2/g；密度：2.5-2.6g/cm3。所述的吐温20为市售，其主要规格：性状：浅黄色粘稠液体；活性物：98-99%；酸值(KOHmg/g)：≤1.0；羟值(KOHmg/g)：80-108；HLB值：16.7；皂化值(KOHmg/g)：40-50；水份(%)：≤1.0。B将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、微细二氧化硅气凝胶,复合增韧材料、水泥、减水剂、聚丙烯酸酯,Tris-HCl按比例混合，进行干搅拌15分钟，然后加入适量水，再次搅拌30分钟，然后制备成混凝土制品，标养28天，就得到了复合增韧蒸压加气混凝土产品。与已有技术相比，本专利技术的技术方案有如下有益效果：本专利技术所提供的可用于混凝土增强增韧的复合材料环境友好，在常规有机溶剂中具有良好的溶解性，在水中具有良好的分散性。该复合材料的制备条件容易满足，且原料来源丰富，成本较低。本专利技术的混凝土增强增韧的复合材料，将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合，通过多步骤表面共价反应，形成了一种独特的复合体系，能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，是一种高性能混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合增韧蒸压加气混凝土，其特征在于，所述混凝土主要原料按重量份计包括：煅烧赤泥粉15‑20份、粉煤灰24‑32份、生石膏5‑10份、生石灰12‑18份、微细二氧化硅气凝胶0.3‑0.5份,复合增韧材料2‑3份、水泥20‑30份、减水剂1‑2份、聚丙烯酸酯1‑2份,Tris‑HCl缓冲溶液2‑5份，水10‑18份；所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18‑24%。

【技术特征摘要】
1.一种复合增韧蒸压加气混凝土，其特征在于，所述混凝土主要原料按重量份计包括：煅烧赤泥粉15-20份、粉煤灰24-32份、生石膏5-10份、生石灰12-18份、微细二氧化硅气凝胶0.3-0.5份,复合增韧材料2-3份、水泥20-30份、减水剂1-2份、聚丙烯酸酯1-2份,Tris-HCl缓冲溶液2-5份，水10-18份；所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18-24%。2.根据权利要求1所述的复合增韧蒸压加气混凝土，其特征在于，所述复合增韧材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中，在40-55℃下搅拌6-15h后，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于70-80℃下超声10-16h，然后以4000-5000rpm的转速离心30-40min，分离固体并经有机溶剂Q洗净后，再在25-35℃下真空干燥30-50h；（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合，在50-60℃下搅拌5-15h后，在氮气保护下、在20kHz、150KW的超声波清洗机中于70-85℃下超声反应6-10h后，减压蒸除三乙胺和有机溶剂P，再经混合溶剂R洗净后，在10-20℃下真空干燥24-48h；（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于0-10℃下超声3-8h后，再在0-10℃下反应24-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-56h；（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后，加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中，在10-20℃下搅拌5-10h，再在40kHz、300KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5h，在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应36-56h后，再升温至80-95℃恒温反应24-48h，减压蒸除溶剂，用水洗净后，在40℃下真空干燥24-48h后得到复合增韧材料产品。3.根据权利要求2所述的复合增韧蒸压加气混凝土，其特征在于，所述有机溶剂P为甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种；所述有机溶剂Q为无水丙酮或四氯化碳中的一种；所述双官能团有机化合物为1,3-丙二胺、乙二胺和l,6-己二胺中的一种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫生平，肖三霞，蒋国平，
申请(专利权)人：福建江夏学院，
类型：发明
国别省市：福建,35