一种新型保水材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及保水材料技术领域，尤其是涉及一种新型保水材料及其制备方法和应用。所述新型保水材料，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥50‑70份、陶粒10‑20份、高岭土3‑8份、沸石粉3‑8份、硫铝酸盐10‑15份、硅酸盐5‑7份、丙烯酸25‑35份、丙烯酰胺10‑20份、含双键偶联剂1‑3份和引发剂0.1‑0.5份。所述保水材料具有优异的保水特性，同时能够将弃料粘合整合，形成具有一定强度的保护层，从而能够解决现有技术中存在的堆料稳定性差，容易造成水土流失等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型保水材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及保水材料
，尤其是涉及一种新型保水材料及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着城市化建设的不断推进，交通基础设施的建设越来越多。公路桥梁工程跨越水域、山谷等，在施工过程中需要采用合理的土方平衡和施工工艺等，如包括骨架护坡、挡渣墙、排水工程及景观绿化工程等，以提高防治水土流失的能力。现有技术中，在开挖得到渣料后，可用部分作为填料，不可用的弃料部分需要置于渣场容纳，而在弃料在渣场的长期排放过程中，其堆料会造成渣场的边坡较高，堆料的稳定性差，造成渣场及其连接道路的水土保持、环境保护等一系列问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种新型保水材料，所述保水材料具有优异的保水特性，同时能够将弃料粘合整合，形成具有一定强度的保护层，从而能够解决现有技术中存在的堆料稳定性差，容易造成水土流失等技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种新型保水材料的制备方法，所述制备方法操作简单，适于工业化生产；并且制备得到的保水材料与堆料等的相容性好，有助于改善渣场的水土保持和环境状况。本专利技术的第三目的在于提供一种所述新型保水材料在渣场弃渣堆置中的应用，所述保水材料能够有效提高弃渣堆置的稳定性及边坡的稳定性。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种新型保水材料，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥50-70份、陶粒10-20份、高岭土3-8份、沸石粉3-8份、硫铝酸盐10-15份、硅酸盐5-7份、丙烯酸25-35份、丙烯酰胺10-20份、含双键偶联剂1-3份和引发剂0.1-0.5份。本专利技术通过采用上述成分复配，制备得到的新型保水材料，采用陶粒、高岭土、沸石粉、硫铝酸盐和硅酸盐复配水泥提高水泥的机械强度，同时配合丙烯酸、丙烯酰胺与含双键偶联剂的聚合反应，以陶粒、高岭土和沸石粉作为交联点，在水泥等无机物周围形成三维网状结构，具有优异的保水性能，同时含双键偶联剂在与丙烯酸和丙烯酰胺聚合的同时，另一端与其余无机材料交联，使得所述保水材料中，无机材料和有机材料高度相容，使用过程中不会分层、开裂等，提高了机械强度和保水性能。优选的，所述新型保水材料，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥55-65份、陶粒15-18份、高岭土4-6份、沸石粉4-6份、硫铝酸盐10-15份、硅酸盐5-7份、丙烯酸28-32份、丙烯酰胺12-18份、含双键偶联剂1.5-2份和引发剂0.2-0.4份。优选的，所述新型保水材料，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥60份、陶粒16份、高岭土5份、沸石粉5份、硫铝酸盐15份、硅酸盐6份、丙烯酸30份、丙烯酰胺15份、含双键偶联剂2份和引发剂0.3份。优选的，所述陶粒为粉煤灰陶粒。优选的，所述陶粒的粒径为5-10mm，所述陶粒的堆积密度为750-800kg/m3，筒压强度为6-9MPa。所述陶粒采用粉煤灰陶粒，回收利用了粉煤灰，原材料成本大大降低；并且所述陶粒内部具有大量的孔隙，可作为丙烯酸和丙烯酰胺的交联点，兼顾提高保水性和机械强度。优选的，所述高岭土的粒径为2-5μm。优选的，所述沸石粉的粒径为50-100μm。采用上述粒径的高岭土和沸石粉，有利于混合均匀，并完成后续的施工。优选的，所述硫铝酸盐包括硫铝酸钙，所述硅酸盐包括硅酸二钙。更优选的，所述硫铝酸钙和硅酸二钙的质量比为(2-3)﹕1，优选为2.5﹕1。本专利技术采用硫铝酸钙和硅酸二钙复配，其水化后能快速溶解产生钙离子、亚硫酸根离子、偏铝酸根离子、氢氧根离子等，这些离子快速聚集，通过水化反应形成无机保水体系。采用上述比例的硫铝酸钙和硅酸二钙，能够保证水化反应的充分进行，提高所述保水材料的保水性。优选的，所述水泥包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的一种或多种。更优选的，所述水泥包括普通硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的一种或两种。进一步优选的，所述水泥包括按质量比为1﹕(0.5-1.5)的普通硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，优选为1﹕1。采用普通硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，提高各无机物之间的界面相容性，如提高了陶粒与粉煤灰硅酸盐水泥的界面相容性，从而提高保水性能和机械强度。优选的，所述高岭土和沸石粉的质量比为1﹕1。优选的，所述含双键偶联剂为含双键硅烷偶联剂。更优选的，所述含双键硅烷偶联剂包括KH-570、KH-171、KH-172和KH-151中的一种或多种。采用上述含双键偶联剂，能够在无机物和有机物之间形成桥链，改善无机和有机之间的相容性，避免所述保水材料分层或开裂等，提高保水材料的性能。优选的，所述引发剂包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的一种或多种。更优选的，所述引发剂为过氧化苯甲酰。本专利技术还提供了一种所述新型保水材料的制备方法，步骤如下：将各原料混合反应即得。优选的，将水泥、陶粒、高岭土、沸石粉、硫铝酸盐、硅酸盐、丙烯酸、丙烯酰胺、含双键偶联剂混合均匀，加入引发剂，反应即得。本专利技术所述制备方法操作简单，条件温和，适于工业化生产。本专利技术还提供了一种所述新型保水材料在渣场弃渣堆置中的应用。本专利技术所述的保水材料可喷射至弃渣堆表面，在水泥水化的同时，丙烯酸、丙烯酰胺和其他物质发生交联作用，形成三维网状结构，与水泥固化体同步覆盖在弃渣堆的表面，避免水冲刷弃渣造成的水土流失，或者弃渣堆堆置过高后造成的滑动等；喷涂所述保水材料后，阻挡弃渣，既避免了水冲刷，又避免了弃渣滑动，有效提高弃渣堆置的稳定性及边坡的稳定性。优选的，通过压缩空气将所述新型保水材料喷射至弃渣堆表面。优选的，所述压缩空气的压强为0.3-0.5MPa。优选的，所述弃渣堆表面的保水材料的厚度为10-50mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所述的新型保水材料，采用陶粒、高岭土、沸石粉、硫铝酸盐和硅酸盐复配水泥提高水泥的机械强度，同时配合丙烯酸、丙烯酰胺与含双键偶联剂的聚合反应，以陶粒、高岭土和沸石粉作为交联点，在水泥等无机物周围形成三维网状结构，具有优异的保水性能，同时含双键偶联剂在与丙烯酸和丙烯酰胺聚合的同时，另一端与其余无机材料交联，使得所述保水材料中，无机材料和有机材料高度相容，使用过程中不会分层、开裂等，提高了机械强度和保水性能；(2)本专利技术所述制备方法操作简单，条件温和，适于工业化生产；(3)本专利技术所述的保水材料可喷射至弃渣堆表面，在水泥水化的同时，丙烯酸、丙烯酰胺和其他物质发生交联作用，形成三维网状结构，与水泥固化体同步覆盖在弃渣堆的表面，避免水冲刷弃渣造成的水土流失，或者弃渣堆堆置过高后造成的滑动等；喷涂所述保水材料后，阻挡弃渣，既避免了水冲刷，又避免了弃渣滑动，有效提高弃渣堆置的稳定性及边坡的稳定性。具体实施方式下面将结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型保水材料，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥50‑70份、陶粒10‑20份、高岭土3‑8份、沸石粉3‑8份、硫铝酸盐10‑15份、硅酸盐5‑7份、丙烯酸25‑35份、丙烯酰胺10‑20份、含双键偶联剂1‑3份和引发剂0.1‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种新型保水材料，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥50-70份、陶粒10-20份、高岭土3-8份、沸石粉3-8份、硫铝酸盐10-15份、硅酸盐5-7份、丙烯酸25-35份、丙烯酰胺10-20份、含双键偶联剂1-3份和引发剂0.1-0.5份。2.根据权利要求1所述的新型保水材料，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥55-65份、陶粒15-18份、高岭土4-6份、沸石粉4-6份、硫铝酸盐10-15份、硅酸盐5-7份、丙烯酸28-32份、丙烯酰胺12-18份、含双键偶联剂1.5-2份和引发剂0.2-0.4份；优选的，主要由按重量份数计的如下组分制成：水泥60份、陶粒16份、高岭土5份、沸石粉5份、硫铝酸盐15份、硅酸盐6份、丙烯酸30份、丙烯酰胺15份、含双键偶联剂2份和引发剂0.3份。3.根据权利要求1所述的新型保水材料，其特征在于，所述陶粒为粉煤灰陶粒；优选的，所述陶粒的粒径为5-10mm，所述陶粒的堆积密度为750-800kg/m3，筒压强度为6-9MPa。4.根据权利要求1所述的新型保水材料，其特征在于，所述高岭土的粒径为2-5μm；优选的，所述沸石粉的粒径为50-100μm；优选的，所述高岭土和沸石粉的质量比为1﹕1。5.根据权利要求1所述的新型保水材料，其特征在于，所述硫铝酸盐包括硫铝酸钙，所述硅酸盐包括硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚良军，刘保英，朱进，雷龙海，
申请(专利权)人：龚良军，
类型：发明
国别省市：贵州,52