一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，将表面处理陶瓷/尼龙复合纤维和高强石膏粉混合，球磨分散均匀，再与钢渣/矿渣复合微粉、电石渣、表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维、复合防水剂混合，搅拌混匀，入模成型，养护干燥，制得高强防水耐水石膏基胶凝材料。以天然石膏为原料，采用加压水热法制备高强石膏，添加复合转晶剂可以获得晶体规整、排列紧密的高强石膏，高强石膏结晶度高，晶体发育完整，水化硬化后抗压强度高。采用陶瓷/尼龙复合纤维为增强体，通过球磨的方式将复合纤维添加到高强石膏粉料中，能够实现纤维在石膏浆料中的良好分散和纤维与石膏基体的有机结合，能改善其导热性和透气性。

【技术实现步骤摘要】
一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法
本专利技术属于石膏领域，具体涉及一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法。
技术介绍
α半水石膏拥有晶体规则、排列紧密等特点，强度高，又称为高强石膏，然而，石膏易吸水，致使其强度下降，直接影响了其应用，如何提高石膏的强度和耐水性能是石膏行业亟待解决的问题之一。石膏及其制品具有优良的隔音、隔热、可呼吸和防火性能，被公认为绿色建筑材料。但是，建筑石膏凝结时间短、耐水性差和抗裂性能不足，限制了其应用及推广。本专利技术以天然石膏为原料，基于协同优化作用，利用不同固体废弃物对其进行化学改性，解决建筑石膏上述缺陷，进而研制出一种高强、耐水、抗开裂型石膏砌块，改善了产品性能，实现多种废弃物的协同利用。以高强石膏粉为原料，利用钢渣、电石渣和废玻璃钢多种固体废弃物进行改性，较好地解决了建筑石膏凝结时间短、耐水性能差和抗裂性能低的缺点，在提高建筑石膏性能的同时，解决了固体废弃物堆存占地、污染环境和资源浪费问题，实现了物尽其用，具有较高的经济效益与环境效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，依照该方法制备的石膏基胶凝材料具有良好的防水耐水性能、抗裂性能、导热性和透气性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）加压水热法制备高强石膏粉：将天然石膏粉碎、过100目筛，将90-100份石膏粉和水按膏水比50%混合，搅拌均匀后倒入高压反应釜中，添加复合转晶剂，在水热温度118-122℃下水热反应1-2h，过滤、滤饼在干燥温度108-112℃下烘干、粉磨得高强石膏粉；（2）陶瓷、尼龙复合纤维的表面处理：向陶瓷纤维、尼龙纤维中加入偶联剂醇溶液，搅拌5-10min后，再浸泡20-25min，过滤、用丙酮水溶液清洗，放入干燥箱中干燥，得表面处理复合纤维；（3）石膏基胶凝材料的防水耐水改性：将(2)中所得表面处理复合纤维和(1)中所得高强石膏粉混合，球磨1-2h分散均匀，再与20-25份复合微粉、8-10份电石渣、1-2份表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维、复合防水剂混合，搅拌混匀，入模成型，养护干燥，制得高强防水耐水石膏基胶凝材料。进一步的，步骤（1）中复合转晶剂由0.2-0.3份柠檬酸钠和2-3份硫酸铝钾组成。进一步的，步骤（2）中用硅烷偶联剂、乙醇和水配成偶联剂醇溶液，陶瓷/尼龙复合纤维含量为0.75-1.25份、二者的质量配比为1:1。进一步的，步骤（3）中将废弃的玻璃钢经机械破碎后制成的废玻璃钢纤维，纤维长度为10-15mm，用氢氧化钠溶液(pH=13)浸泡1-2h后，再浸泡于0.15mol/L的EDTA溶液(调节pH为11)中1-2h，用蒸馏水反复冲洗至中性，干燥，得到表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维。进一步的，步骤（3）中复合微粉由钢渣、矿渣1:1混合，复合防水剂由4-5份石蜡乳液、5-6份聚乙烯醇和6-7份明矾石组成。本专利技术相比现有技术具有以下优点：（1）以天然石膏为原料，采用加压水热法制备高强石膏，添加复合转晶剂柠檬酸钠和硫酸铝钾，可以获得晶体规整、排列紧密的高强石膏，高强石膏结晶度高，晶体发育完整，水化硬化后抗压强度高。（2）采用陶瓷、尼龙复合纤维为增强体，通过球磨的方式将复合纤维添加到高强石膏粉料中，并进行分散，采用纤维和石膏粉料混合的纤维添加方式能够实现纤维在石膏浆料中的良好分散和纤维与石膏基体的有机结合，能改善其导热性和透气性。（3）以高强石膏粉为原材料，工业固体废弃物(钢渣、矿渣)作为矿物掺和料，在电石渣碱性激发及高温快速养护的协同作用下发生水化反应，加之材料之间及水化过程的协同作用，降低石膏的孔隙率，提高了其密实程度，石膏的耐水性及力学强度均得到提高；为改善石膏制品的抗裂性能，将废弃的玻璃钢经机械破碎后制成的废玻璃钢纤维掺加到石膏基复合胶凝材料体系中，废玻璃钢纤维和胶凝材料之间存在明显的协同组合效应，废玻璃钢纤维表面经过氢氧化钠溶液及EDTA溶液处理后，纤维表面粗糙度提高，与基体的界面粘结强度增强；掺加复合防水剂石蜡乳液、聚乙烯醇和明矾石，提高石膏的耐水性能，石蜡乳液和聚乙烯醇的掺入都改变了高强石膏晶体形貌，从而影响其强度，明矾石掺入使高强石膏水化不完全，导致其硬化体强度降低，石蜡乳液、聚乙烯醇和明矾石都能一定程度上的减小石膏晶体与晶体之间的空隙，提高高强石膏内部密实性，从而降低其吸水率。具体实施方式实施例1一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）加压水热法制备高强石膏粉：将天然石膏粉碎、过100目筛，将90份石膏粉和水按膏水比50%混合，搅拌均匀后倒入高压反应釜中，添加复合转晶剂，在水热温度118-122℃下水热反应1h，过滤、滤饼在干燥温度108-112℃下烘干、粉磨得高强石膏粉；（2）陶瓷、尼龙复合纤维的表面处理：向陶瓷纤维、尼龙纤维中加入偶联剂醇溶液，搅拌5min后，再浸泡20min，过滤、用丙酮水溶液清洗，放入干燥箱中干燥，得表面处理复合纤维；（3）石膏基胶凝材料的防水耐水改性：将(2)中所得表面处理复合纤维和(1)中所得高强石膏粉混合，球磨1h分散均匀，再与20份复合微粉、8份电石渣、1份表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维、复合防水剂混合，搅拌混匀，入模成型，养护干燥，制得高强防水耐水石膏基胶凝材料。进一步的，步骤（1）中复合转晶剂由0.2份柠檬酸钠和2份硫酸铝钾组成。进一步的，步骤（2）中用硅烷偶联剂、乙醇和水配成偶联剂醇溶液，陶瓷/尼龙复合纤维含量为0.75份、二者的质量配比为1:1。进一步的，步骤（3）中将废弃的玻璃钢经机械破碎后制成的废玻璃钢纤维，纤维长度为10-15mm，用氢氧化钠溶液(pH=13)浸泡1h后，再浸泡于0.15mol/L的EDTA溶液(调节pH为11)中1h，用蒸馏水反复冲洗至中性，干燥，得到表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维。进一步的，步骤（3）中复合微粉由钢渣、矿渣1:1混合，复合防水剂由4份石蜡乳液、5份聚乙烯醇和6份明矾石组成。实施例2一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）加压水热法制备高强石膏粉：将天然石膏粉碎、过100目筛，将100份石膏粉和水按膏水比50%混合，搅拌均匀后倒入高压反应釜中，添加复合转晶剂，在水热温度118-122℃下水热反应2h，过滤、滤饼在干燥温度108-112℃下烘干、粉磨得高强石膏粉；（2）陶瓷、尼龙复合纤维的表面处理：向陶瓷纤维、尼龙纤维中加入偶联剂醇溶液，搅拌10min后，再浸泡25min，过滤、用丙酮水溶液清洗，放入干燥箱中干燥，得表面处理复合纤维；（3）石膏基胶凝材料的防水耐水改性：将(2)中所得表面处理复合纤维和(1)中所得高强石膏粉混合，球磨2h分散均匀，再与25份复合微粉、10份电石渣、2份表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维、复合防水剂混合，搅拌混匀，入模成型，养护干燥，制得高强防水耐水石膏基胶凝材料。进一步的，步骤（1）中复合转晶剂由0.3份柠檬酸钠和3份硫酸铝钾组成。进一步的，步骤（2）中用硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）加压水热法制备高强石膏粉：将天然石膏粉碎、过100目筛，将90‑100份石膏粉和水按膏水比50%混合，搅拌均匀后倒入高压反应釜中，添加复合转晶剂，在水热温度118‑122℃下水热反应1‑2h，过滤、滤饼在干燥温度108‑112℃下烘干、粉磨得高强石膏粉；（2）陶瓷、尼龙复合纤维的表面处理：向陶瓷纤维、尼龙纤维中加入偶联剂醇溶液，搅拌5‑10min后，再浸泡20‑25min，过滤、用丙酮水溶液清洗，放入干燥箱中干燥，得表面处理复合纤维；（3）石膏基胶凝材料的防水耐水改性：将(2)中所得表面处理复合纤维和(1)中所得高强石膏粉混合，球磨1‑2h分散均匀，再与20‑25份复合微粉、8‑10份电石渣、1‑2份表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维、复合防水剂混合，搅拌混匀，入模成型，养护干燥，制得高强防水耐水石膏基胶凝材料。

【技术特征摘要】
1.一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）加压水热法制备高强石膏粉：将天然石膏粉碎、过100目筛，将90-100份石膏粉和水按膏水比50%混合，搅拌均匀后倒入高压反应釜中，添加复合转晶剂，在水热温度118-122℃下水热反应1-2h，过滤、滤饼在干燥温度108-112℃下烘干、粉磨得高强石膏粉；（2）陶瓷、尼龙复合纤维的表面处理：向陶瓷纤维、尼龙纤维中加入偶联剂醇溶液，搅拌5-10min后，再浸泡20-25min，过滤、用丙酮水溶液清洗，放入干燥箱中干燥，得表面处理复合纤维；（3）石膏基胶凝材料的防水耐水改性：将(2)中所得表面处理复合纤维和(1)中所得高强石膏粉混合，球磨1-2h分散均匀，再与20-25份复合微粉、8-10份电石渣、1-2份表面经过EDTA溶液处理的废玻璃钢纤维、复合防水剂混合，搅拌混匀，入模成型，养护干燥，制得高强防水耐水石膏基胶凝材料。2.根据权利要求1所述的一种含改性纤维的高强防水耐水石膏基胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭胡健，孙连军，胡万伟，
申请(专利权)人：安徽省万帮新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34