一种保温陶粒混凝土材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种保温陶粒混凝土材料及其制备方法，涉及混凝土技术领域。本发明专利技术先将硅酸四苯酯和铝酸三甲酯混合进行一次煅烧，形成二氧化硅气凝胶、氧化铝和碳纳米线，制备得到复合陶粒；再将五氯化磷、复合陶粒、轻砂、水泥、生石灰和水混合，制备得到陶粒混凝土基料；最后，利用聚丙烯基苯甲酸甲酰胺进行二次煅烧，形成以环磷腈为中心的聚丙烯网络，部分聚丙烯网络煅烧形成致密碳层和氮气，致密碳层还原氧化铝形成的铝和氮气反应，形成氮化铝晶粒，制备得到保温陶粒混凝土材料；本发明专利技术制备得到的保温陶粒混凝土材料具备良好的保温性能、阻燃性能、抗龟裂性能和韧性。抗龟裂性能和韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种保温陶粒混凝土材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体为一种保温陶粒混凝土材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是由凝胶材料、骨料和水按适当比例配置，再经过一定时间硬化而成的复合材料的统称，是世界上使用量最大的人工土木建筑材料。常见的凝胶材料为水泥，常见的骨料为石子、砂子。混凝土的硬度高、原料来源广泛、成本低廉，广泛使用于房屋、公路、军事工程、核能发电厂等构造物。
[0003]随着社会的发展和生活水平的快速提升，人们对建筑物的要求提高，混凝土逐渐朝着轻质保温的方向发展，其中，陶粒混凝土是以陶粒代替石子作为混凝土的骨料而制成的混凝土，因其结构疏松多孔所以质轻且保温，是一种轻骨料混凝土，因此，它也从当前众多混凝土材料中脱颖而出，被广泛应用于建筑领域。
[0004]但是现有技术中的陶粒混凝土，在日常使用过程中常常会出现龟裂、老化脱粉等现象，并且其耐火性也不够高，存在较多的安全隐患，较大程度上影响了它的应用。本专利技术关注到了这一现状，并通过制备一种保温陶粒混凝土材料来解决这些问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种保温陶粒混凝土材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种保温陶粒混凝土材料，所述保温陶粒混凝土材料是利用聚丙烯基苯甲酸甲酰胺对陶粒混凝土基料进行二次煅烧制备得到。
[0008]进一步的，所述陶粒混凝土基料是将五氯化磷、复合陶粒、轻砂、生石灰、水泥和水混合制备得到。
[0009]进一步的，所述复合陶粒是将硅酸四苯酯和铝酸三甲酯混合后进行一次煅烧制备得到。
[0010]一种保温陶粒混凝土材料的制备方法，所述保温陶粒混凝土材料的制备方法包括以下制备步骤：
[0011](1)将复合陶粒、轻砂、生石灰、水泥和60～80℃去离子水按质量比1：0.3：0.14：0.7：1.1～1：0.5：0.16：0.9：1.3混合，以4500～5000r/min剪切4～6h，随后加入复合陶粒质量0.6～0.8倍的五氯化磷剪切4～6h，在48～52℃下浇筑到模具中固定4～6h后，在80～90℃下烘23～25h，得到陶粒混凝土基料；
[0012](2)在室温和氩气保护条件下，将陶粒混凝土基料放入3～5MPa的密闭容器中，倒入陶粒混凝土基料质量0.4～0.6倍的聚丙烯基苯甲酸甲酰胺，以60滴/min滴加质量分数为30％的氢氧化钠溶液，调节pH至9，静置1～3h，随后按质量比1：8～1：12加入氧化锌和吡啶，氧化锌的质量是陶粒混凝土基料的质量的0.01～0.016倍，以30～40kHz超声10～20min，再
在2400～2500MHz、700～900W微波条件下微波处理15～25min，加入陶粒混凝土基料质量0.01～0.03倍的硫酸二甲酯，继续微波处理30～50min，脱模，放入0.7～0.9MPa的反应釜中，以9～11℃/min升温至660～680℃，保温2～6h后升温至1200～1400℃，保温4～10h，制备得到陶粒混凝土材料。
[0013]进一步的，步骤(1)所述复合陶粒的制备方法如下：将复合溶胶放入
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4～
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2℃冰箱中冷冻47～49h，在10～20Pa、
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50～
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40℃下干燥47～49h，用无水乙醇洗涤2～4次，放入10～20Pa、19～21℃的烘箱中烘1～3h，再浸渍于复合溶胶质量0.2～0.3倍的质量分数为10％的硝酸镍溶液中10～20h，捞出后放入0.7～0.9MPa的反应釜中，以9～11℃/min升温至690～710℃，保温1～3h后升温至1300～1500℃，保温1～3h，自然冷却至常温，随后用无水乙醇洗涤3～5次，放入30～40℃烘箱烘1～3h，制备得到复合陶粒。
[0014]进一步的，所述复合溶胶的制备方法如下：在80～90℃和氩气保护条件下，将铝酸三甲酯和去离子水按质量比1：7～1：9混合，以400～600r/min搅拌1～3h，以40～60滴/min滴加铝酸三甲酯质量0.2～0.3倍的质量分数为11～13％的硝酸溶液，继续搅拌1～3h，加入铝酸三甲酯质量0.01～0.03倍的银，以9～11℃/min升温至500～560℃保温8～10h，再以9～11℃/min降温至24～26℃，加入铝酸三甲酯质量2～4倍的硅酸四苯酯，继续滴加铝酸三甲酯质量8～16倍的乙醇，在60～80℃下继续搅拌2～4h，加入铝酸三甲酯质量0.08～0.16倍氢氧化铵，继续搅拌10～20min，以2～4℃/min升温至65～85℃，继续搅拌10～20min，继续升温至95～105℃，以600～800r/min搅拌60～80min，制备得到复合溶胶。
[0015]进一步的，步骤(1)所述轻砂是细度模数为1.6、表观密度为2870kg/m3的天然河砂。
[0016]进一步的，步骤(2)所述聚丙烯基苯甲酸甲酰胺的制备方法如下：在室温和氩气保护条件下，将丙烯基苯甲酸和甲酰胺按质量比1：0.6～1：0.8混合，以400～600r/min搅拌20～30min，随后加入丙烯基苯甲酸质量0.06～0.08倍的纳米二氧化钛，以9～10℃/min升温至80～100℃，继续搅拌2～4h，制备得到聚丙烯基苯甲酸甲酰胺。
[0017]进一步的，所述聚丙烯基苯甲酸的制备方法如下：室温和氩气保护条件下，将氯代聚丙烯和苯甲酸按质量比1：3～1：5混合，以400～600r/min搅拌10～20min，加入氯代聚丙烯质量0.01～0.03倍的三氯化铝，以2～4℃/min降温至0～4℃，以600～800r/min搅拌7～9h，制备得到聚丙烯基苯甲酸。
[0018]进一步的，所述氯代聚丙烯分子量为1000～3000。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0020]本专利技术在制备保温陶粒混凝土材料时，先将硅酸四苯酯和铝酸三甲酯混合进行一次煅烧，制备得到复合陶粒；再将五氯化磷、复合陶粒、轻砂、水泥、生石灰和水混合，制备得到陶粒混凝土基料；最后利用聚丙烯基苯甲酸甲酰胺对陶粒混凝土基料进行二次煅烧，制备得到保温陶粒混凝土材料。
[0021]首先，硅酸四苯酯和铝酸三甲酯水解、脱去苯酚和甲醇后反应交联，形成二氧化硅气凝胶和氧化铝，增强了复合陶粒的保温性能；甲醇氧化形成甲醛，与苯酚反应交联，形成酚醛网络，酚醛网络碳化后在复合陶粒中形成大量碳纳米线，当产生微裂纹和残余应力时，可以将裂纹钉扎在一起，从而增强了复合陶粒的韧性。
[0022]其次，部分五氯化磷水解，形成磷酸和氯化氢，磷酸活化陶粒混凝土基料，在陶粒
混凝土基料中形成大量羟基等自由基，聚丙烯基苯甲酸甲酰胺水解，形成甲酰胺和聚丙烯基苯甲酸，甲酰胺分解与氯化氢反应形成氯化铵，氯化铵和部分五氯化磷反应形成六氯环磷腈，增强了保温陶粒混凝土材料的阻燃性能；聚丙烯基苯甲酸上的羧基和陶粒混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保温陶粒混凝土材料，其特征在于，所述保温陶粒混凝土材料是利用聚丙烯基苯甲酸甲酰胺对陶粒混凝土基料进行二次煅烧制备得到。2.根据权利要求1所述的一种保温陶粒混凝土材料，其特征在于，所述陶粒混凝土基料是将五氯化磷、复合陶粒、轻砂、生石灰、水泥和水混合制备得到。3.根据权利要求2所述的一种保温陶粒混凝土材料，其特征在于，所述复合陶粒是将硅酸四苯酯和铝酸三甲酯混合后进行一次煅烧制备得到。4.一种保温陶粒混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述保温陶粒混凝土材料的制备方法包括以下制备步骤：(1)将复合陶粒、轻砂、生石灰、水泥和60～80℃去离子水按质量比1：0.3：0.14：0.7：1.1～1：0.5：0.16：0.9：1.3混合，以4500～5000r/min剪切4～6h，随后加入复合陶粒质量0.6～0.8倍的五氯化磷剪切4～6h，在48～52℃下浇筑到模具中固定4～6h后，在80～90℃下烘23～25h，得到陶粒混凝土基料；(2)在室温和氩气保护条件下，将陶粒混凝土基料放入3～5MPa的密闭容器中，倒入陶粒混凝土基料质量0.4～0.6倍的聚丙烯基苯甲酸甲酰胺，以60滴/min滴加质量分数为30％的氢氧化钠溶液，调节pH至9，静置1～3h，随后按质量比1：8～1：12加入氧化锌和吡啶，氧化锌的质量是陶粒混凝土基料的质量的0.01～0.016倍，以30～40kHz超声10～20min，再在2400～2500MHz、700～900W微波条件下微波处理15～25min，加入陶粒混凝土基料质量0.01～0.03倍的硫酸二甲酯，继续微波处理30～50min，脱模，放入0.7～0.9MPa的反应釜中，以9～11℃/min升温至660～680℃，保温2～6h后升温至1200～1400℃，保温4～10h，制备得到陶粒混凝土材料。5.根据权利要求4所述的一种保温陶粒混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述复合陶粒的制备方法如下：将复合溶胶放入
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2℃冰箱中冷冻47～49h，在10～20Pa、
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40℃下干燥47～49h，用无水乙醇洗涤2～4次，放入10～20Pa、19～21℃的烘箱中烘1～3h，再浸渍于复合溶胶质量0.2～0.3倍的质量分数为10％的硝酸镍溶液中10～20h，捞出后放入0.7～0.9MPa的反应釜中，以9～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张皓，
申请(专利权)人：张皓，
类型：发明
国别省市：