一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法，属于膨胀剂技术领域。本发明专利技术技术方案采用海泡石原矿粉体为原料，经酸解改性，海泡石纤维束从粉体微粒中剥离出来，并复合高炉矿渣熔融拉丝形成高比表面积纤维束团聚体，复合作为网络骨架并保持高炉干渣纤维的化学稳定性和机械强度，通过复合纤维之间存在孔隙结构负载吸水凝胶并填充至材料内部，使其在使用过程中有效吸水并膨胀改性，由于本发明专利技术技术方案采用了复合氧化镁，通过复合氧化镁的早期膨胀量提供足够的膨胀量,在后期能继续反应产生膨胀，所以不会因为早期膨胀量过大产生应力松弛而破坏混凝土结构，并能继续补偿混凝土的收缩，有效改善膨胀剂材料的耐久性能。

Preparation of a durable and high strength expansive agent for composite concrete

The invention relates to a preparation method of a durable high-strength composite concrete expansive agent material, belonging to the technical field of expansive agent. The technical scheme of the invention uses sepiolite raw ore powder as raw material, after acid hydrolysis modification, sepiolite fiber bundles are peeled from powder particles, and composite blast furnace slag melt drawing forms high specific surface area fiber bundles aggregates, which are compounded as network skeleton and maintain the chemical stability and mechanical strength of blast furnace dry slag fibers. Water absorption and coagulation are carried through pore structure between composite fibers. The glue is filled into the interior of the material to effectively absorb water and expand in the course of use. Because the technical scheme of the present invention adopts composite magnesia, which provides enough expansion through the early expansion of composite magnesia, and can continue to react to produce expansion in the later period, it will not destroy the concrete structure because of the stress relaxation caused by the excessive early expansion, and can continue to compensate for the coagulation. The shrinkage of soil can effectively improve the durability of expansive agent materials.

【技术实现步骤摘要】
一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法
本专利技术涉及一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法，属于膨胀剂

技术介绍
混凝土作为近代最广泛使用的建筑材料和当前最大宗的人造材料，随着科，学技术日新月异的不断进步，也在不断被深入研究，性能也得到了不断完善和，发展。然而混凝土相对于其他材料而言，具有如下两个固有材料特征其一，是在水化硬化过程中强度增长同时伴随着体积的收缩变形其二是混凝土材料，的拉压强度比较低，即轴向抗拉强度远远低于轴向抗压强度。当收缩变形引，起的混凝土内部的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就可能出现开裂现，象，因此通常认为收缩裂缝是混凝土结构的最大缺陷。混凝土的裂缝由非常细，小的微裂纹到数毫米，宽度变化范围很大。多数情况下可见的宏观裂缝只是损，坏结构的外观，就裂缝本身所造成的影响而言，对结构物的受力性能和耐久性，影响不会很大。但是它将带来抗渗性差、强度不足、材质不均匀等质量问题，，进而促进外部有害介质如水分子、二氧化碳和氯离子等快速侵入到混凝土内部，造成钢筋锈蚀或混凝土的自然老化，从而降低结构物的安全性能与使用寿命，因此控制混凝土结构物的裂缝具有十分重要的意义。自混凝土膨胀剂问世以来，通过调节混凝土中的膨胀剂掺量可得到不同膨胀率的混凝土。根据混凝土膨胀率的大小，可配制出补偿收缩混凝土或自应力混凝土，用来抵消混凝土的全部或大部分收缩变形，从而可避免或大大减轻混凝土裂纹的产生，提高混凝土的耐久性。目前常用的混凝土膨胀剂根据膨胀源的化学组成可以分为:硫铝酸盐系列、氧化钙系列及氧化镁系列膨胀剂等。现有的氧化镁膨胀剂材料耐久性能较差，所以对其进行有效改性很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有膨胀剂材料耐久性能较差的问题，提供了一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取海泡石并洗涤、干燥后球磨，收集球磨颗粒，按质量比1:5，将球磨颗粒与盐酸搅拌混合，保温反应，静置冷却至室温，离心分离，收集下层沉淀；（2）按质量比1：1：1，将下层沉淀、高炉矿渣与复合氧化镁颗粒搅拌混合，球磨1～2h后收集混合球磨颗粒并置于坩埚中，将坩埚干燥后，再升温加热，保温煅烧，收集熔融液并拉丝处理，收集拉丝纤维并自然冷却至室温，得改性纤维；（3）按重量份数计，分别称量45～50份丙烯酰胺、0.1～0.2份交联剂过氧化二异丙苯、0.5～1.0份质量分数1％过硫酸钾溶液和1～2份硬脂酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温反应，收集反应液；（4）按质量比1:10，将改性纤维添加至反应液中，混合研磨，收集研磨浆液并置于喷雾干燥装置中，喷雾干燥并收集干燥颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料。步骤（1）所述的盐酸浓度为质量分数0.1％盐酸。步骤（2）所述的坩埚干燥温度为120～125℃。步骤（2）所述的升温加热为按5℃/min升温加热至1400～1500℃。步骤（4）所述的喷雾干燥为控制进口温度为175～220℃，出口温度为200～250℃，喷雾干燥。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术技术方案采用海泡石原矿粉体为原料，经酸解改性，海泡石纤维束从粉体微粒中剥离出来，并复合高炉矿渣熔融拉丝形成高比表面积纤维束团聚体，由于高炉矿渣中SiO2的存在，使其作为网络骨架并保持高炉干渣纤维的化学稳定性和机械强度，通过复合纤维之间存在的经酸改性形成的孔隙结构负载吸水凝胶并填充至材料内部，使其在使用过程中有效吸水并膨胀改性，由于本专利技术技术方案采用了复合氧化镁，通过复合氧化镁的早期膨胀量提供足够的膨胀量,在后期能继续反应产生膨胀，所以不会因为早期膨胀量过大产生应力松弛而破坏混凝土结构，并能继续补偿混凝土的收缩，有效改善膨胀剂材料的耐久性能。具体实施方式取海泡石并洗涤、干燥后球磨10～12h，收集球磨颗粒，按质量比1:5，将球磨颗粒与质量分数0.1％盐酸搅拌混合并置于75～80℃下保温反应10～12h，静置冷却至室温，再在1200～1500r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并按质量比1：1：1，将下层沉淀、高炉矿渣与复合氧化镁颗粒搅拌混合，球磨1～2h后收集混合球磨颗粒并置于坩埚中，将坩埚置于120～125℃下干燥3～5h后，再按5℃/min升温加热至1400～1500℃，保温煅烧1～2h后，收集熔融液并拉丝处理，收集拉丝纤维并自然冷却至室温，得改性纤维；按重量份数计，分别称量45～50份丙烯酰胺、0.1～0.2份交联剂过氧化二异丙苯、0.5～1.0份质量分数1％过硫酸钾溶液和1～2份硬脂酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于75～80℃下保温反应3～5h，收集反应液并按质量比1:10，将改性纤维添加至反应液中，混合研磨2～3h后，收集研磨浆液并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为175～220℃，出口温度为200～250℃，喷雾干燥并收集干燥颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料；所述的复合氧化镁颗粒为按质量比1:1，将轻烧氧化镁和重烧氧化镁复合的混合氧化镁颗粒。取海泡石并洗涤、干燥后球磨10h，收集球磨颗粒，按质量比1:5，将球磨颗粒与质量分数0.1％盐酸搅拌混合并置于75℃下保温反应10h，静置冷却至室温，再在1200r/min下离心分离10min，收集下层沉淀并按质量比1：1：1，将下层沉淀、高炉矿渣与复合氧化镁颗粒搅拌混合，球磨1h后收集混合球磨颗粒并置于坩埚中，将坩埚置于120℃下干燥3h后，再按5℃/min升温加热至1400℃，保温煅烧1h后，收集熔融液并拉丝处理，收集拉丝纤维并自然冷却至室温，得改性纤维；按重量份数计，分别称量45份丙烯酰胺、0.1份交联剂过氧化二异丙苯、0.5份质量分数1％过硫酸钾溶液和1份硬脂酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于75℃下保温反应3h，收集反应液并按质量比1:10，将改性纤维添加至反应液中，混合研磨2h后，收集研磨浆液并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为175℃，出口温度为200℃，喷雾干燥并收集干燥颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料；所述的复合氧化镁颗粒为按质量比1:1，将轻烧氧化镁和重烧氧化镁复合的混合氧化镁颗粒。取海泡石并洗涤、干燥后球磨11h，收集球磨颗粒，按质量比1:5，将球磨颗粒与质量分数0.1％盐酸搅拌混合并置于77℃下保温反应11h，静置冷却至室温，再在13500r/min下离心分离13min，收集下层沉淀并按质量比1：1：1，将下层沉淀、高炉矿渣与复合氧化镁颗粒搅拌混合，球磨1.5h后收集混合球磨颗粒并置于坩埚中，将坩埚置于123℃下干燥4h后，再按5℃/min升温加热至1450℃，保温煅烧1.5h后，收集熔融液并拉丝处理，收集拉丝纤维并自然冷却至室温，得改性纤维；按重量份数计，分别称量47份丙烯酰胺、0.15份交联剂过氧化二异丙苯、0.75份质量分数1％过硫酸钾溶液和1.5份硬脂酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于77℃下保温反应4h，收集反应液并按质量比1:10，将改性纤维添加至反应液中，混合研磨2.5h后，收集研磨浆液并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为200℃，出口温度为225℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取海泡石并洗涤、干燥后球磨，收集球磨颗粒，按质量比1:5，将球磨颗粒与盐酸搅拌混合，保温反应，静置冷却至室温，离心分离，收集下层沉淀；（2）按质量比1：1：1，将下层沉淀、高炉矿渣与复合氧化镁颗粒搅拌混合，球磨1～2h后收集混合球磨颗粒并置于坩埚中，将坩埚干燥后，再升温加热，保温煅烧，收集熔融液并拉丝处理，收集拉丝纤维并自然冷却至室温，得改性纤维；（3）按重量份数计，分别称量45～50份丙烯酰胺、0.1～0.2份交联剂过氧化二异丙苯、0.5～1.0份质量分数1％过硫酸钾溶液和1～2份硬脂酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温反应，收集反应液；（4）按质量比1:10，将改性纤维添加至反应液中，混合研磨，收集研磨浆液并置于喷雾干燥装置中，喷雾干燥并收集干燥颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料。

【技术特征摘要】
1.一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取海泡石并洗涤、干燥后球磨，收集球磨颗粒，按质量比1:5，将球磨颗粒与盐酸搅拌混合，保温反应，静置冷却至室温，离心分离，收集下层沉淀；（2）按质量比1：1：1，将下层沉淀、高炉矿渣与复合氧化镁颗粒搅拌混合，球磨1～2h后收集混合球磨颗粒并置于坩埚中，将坩埚干燥后，再升温加热，保温煅烧，收集熔融液并拉丝处理，收集拉丝纤维并自然冷却至室温，得改性纤维；（3）按重量份数计，分别称量45～50份丙烯酰胺、0.1～0.2份交联剂过氧化二异丙苯、0.5～1.0份质量分数1％过硫酸钾溶液和1～2份硬脂酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温反应，收集反应液；（4）按质量比1:10，将改性纤维添加至反应液中，混合研磨，收集研磨浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘菊花，韩桂林，
申请(专利权)人：佛山朝鸿新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44