一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法技术

本发明专利技术涉及硅酸盐骨料水热合成技术领域，且公开了一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法，包括：以九水硅酸钠、氢氧化钾、无机

【技术实现步骤摘要】
一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法


[0001]本专利技术涉及硅酸盐骨料水热合成
，具体为一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法。

技术介绍

[0002]人工合成骨料具有密度小、筒压强度高、吸水率低、抗冻性能好等优点，其制品广泛应用于建筑结构、桥梁、隔热保温、吸音隔音等工程。传统的人造轻骨料以烧结陶粒为主，按堆积密度和筒压强度分为超轻陶粒﹑普通陶粒和高强陶粒等。随着装备水平的提高、工艺水平的进步以及国家环保政策的影响，非烧结类人造轻骨料的研究开发及应用将迎来新的快速发展阶段。
[0003]水热合成硅酸盐骨料是基于蒸压养护硬化方式提出的一种人工合成骨料，具体研究成果如下：一方面在湿基电石渣掺量为37.5％～43.4％，温度为180℃、压力为1MPa的养护条件下研制出了筒压强度高于市售陶粒4
‑
6MPa、堆积密度低于900kg/m3、表观密度低于1800kg/m3的人造轻骨料；另一方面基于温度为180℃、压力为1.0MPa的饱和蒸汽蒸压养护工艺，研究了复掺不同矿物类型硅质材料和粉煤灰对环氧丙烷渣壳层陶粒及混凝土性能的影响，利用研制出的粗骨料配制出了立方体抗压强度最高达81.5MPa的次轻集料混凝土；并且方面研究表明，在基体相同的情况下，利用人造硅酸盐骨料等体积替换普通碎石，可配制出28d抗压强度与普通混凝土相当的人造硅酸盐骨料混凝土，但其表观密度比普通混凝土低约20.5％。
[0004]目前粉煤灰等工业固体废料一直可以用作混凝土掺合料使用，但是由于粉煤灰存在早期活性强度低的缺点，因此本专利技术提供一种加快粉煤灰早期内部活性，并且可以全程激发粉煤灰活性的水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法。

技术实现思路

[0005]为了全程激发粉煤灰的活性，本专利技术提供一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法，首先制备无机
‑
有机复合型激发剂，该无机
‑
有机复合型激发剂可以实现全程激发粉煤灰活性的作用，以氢氧化钾和九水硅酸钠为无机组分主要在早龄期激发粉煤灰的活性，促使粉煤灰颗粒表面的Si
‑
O键和Al
‑
O键断裂形成不饱和键，以无机
‑
有机杂化激发单体(八羟基封端的POSS)为无机
‑
有机杂化组分通过缓慢释放OH
‑
在水化后期进一步激发粉煤灰的活性。
[0006]本专利技术提供一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一，制备无机
‑
有机复合型激发剂，其制备方法如下：
[0008]步骤Step1，制备无机
‑
有机杂化激发单体，该无机
‑
有机杂化激发单体是通过八巯基丙基笼状聚倍硅氧烷(POSS
‑
SH8)的巯基官能团与丁烯醇单体的烯基官能团发生巯基
‑
烯点击化学反应制备而成的，具体制备如下：将八巯基丙基笼状聚倍硅氧烷(POSS
‑
SH8)、丁烯醇单体和四氢呋喃加入反应器中，待搅拌溶解后加入光引发剂，在波长365nm的UV灯照射下
搅拌反应，反应过程中在暗室内进行，将反应液浓缩、沉淀、真空干燥至恒重，得到无机
‑
有机杂化激发单体；
[0009]其中，丁烯醇单体为2
‑
甲基
‑3‑
丁烯
‑2‑
醇、2,3
‑
二甲基
‑3‑
丁烯
‑2‑
醇、3
‑
甲基
‑3‑
丁烯
‑2‑
醇、3
‑
丁烯
‑2‑
醇中的一种或几种组合；
[0010]光引发剂为光引发剂DMPA、光引发剂1173、光引发剂I907、光引发剂369、光引发剂2959中的一种；
[0011]步骤Step2，称取1
‑
2重量份的九水硅酸钠、2
‑
10重量份的氢氧化钾、0.3
‑
1.5重量份的无机
‑
有机杂化激发单体复配得到无机
‑
有机复合型激发剂；
[0012]步骤二，配制硅酸盐骨料的原料，该原料包括：粉煤灰55％
‑
75％，电石渣15％
‑
25％，生石灰10％
‑
20％，膨胀珍珠岩3％
‑
5％，玻化微珠0.55％
‑
1.50％，无机
‑
有机复合型激发剂0.05
‑
0.2％；
[0013]其中，膨胀珍珠岩的粒径为0.5
‑
1mm；
[0014]步骤三，把计量好的粉煤灰、电石渣、生石灰、玻化微珠搅拌1
‑
10min，加入无机
‑
有机复合型激发剂继续搅拌1
‑
5min，制成混合料；
[0015]步骤四，成型方式采用成球盘，把成球核膨胀珍珠岩喷水润湿，加入制备好的混合料，边加入边喷水，成型直径5mm
‑
10mm，静置养护1
‑
3h，进入蒸压釜，在温度为160
‑
200℃、压力为1
‑
1.3MPa的蒸压养护条件下进行熟化活化处理，发生硅钙反应进行水热合成反应，得到水热合成硅酸盐骨料；
[0016]其中，蒸压养护条件优选工艺参数为：温度为180℃、压力为1.15MPa。
[0017]本专利技术提供一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料，包括：粉煤灰55％
‑
75％，电石渣15％
‑
25％，生石灰10％
‑
20％，膨胀珍珠岩3％
‑
5％，玻化微珠0.55％
‑
1.50％，无机
‑
有机复合型激发剂0.05
‑
0.2％，其吸水率为5.4％
‑
7.8％、堆积密度为690
‑
730kg/m3、筒压强度为10.7
‑
18.3MPa。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术通过复配得到无机
‑
有机复合型激发剂，其中的氢氧化钾和九水硅酸钠主要在早龄期激发粉煤灰的活性，促使粉煤灰颗粒表面的Si
‑
O键和Al
‑
O键断裂形成不饱和键，Na
+
较强的水化能力易于形成Si(OH)4单体，K
+
可加速Si(OH)4和AI(OH)
‑
四面体之间的缩聚和重组，形成更多的三维骨架结构中的Q
44
结构单元，并且与电石渣中形成的活性Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙C
‑
S
‑
H和水化铝酸钙C
‑
A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤一，制备无机
‑
有机复合型激发剂，其制备方法如下：步骤Step1，制备无机
‑
有机杂化激发单体，该无机
‑
有机杂化激发单体通过八巯基丙基笼状聚倍硅氧烷的巯基官能团与丁烯醇单体的烯基官能团发生巯基
‑
烯点击化学反应制备而成；步骤Step2，称取1
‑
2重量份的九水硅酸钠、2
‑
10重量份的氢氧化钾、0.3
‑
1.5重量份的无机
‑
有机杂化激发单体，复配得到无机
‑
有机复合型激发剂；步骤二，配制硅酸盐骨料的原料，该原料包括：粉煤灰55％
‑
75％，电石渣15％
‑
25％，生石灰10％
‑
20％，膨胀珍珠岩3％
‑
5％，玻化微珠0.55％
‑
1.50％，无机
‑
有机复合型激发剂0.05
‑
0.2％；步骤三，把计量好的粉煤灰、电石渣、生石灰、玻化微珠搅拌，加入无机
‑
有机复合型激发剂继续搅拌，制成混合料；步骤四，成型方式采用成球盘，把成球核膨胀珍珠岩喷水润湿，加入制备好的混合料，边加入边喷水，静置养护，进入蒸压釜熟化活化处理，发生硅钙反应进行水热合成得到水热合成硅酸盐骨料。2.根据权利要求1所述的一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法，其特征在于，所述无机
‑
有机杂化激发单体的制备如下：将八巯基丙基笼状聚倍硅氧烷、丁烯醇单体和四氢呋喃加入反应器中，待搅拌溶解后加入光引发剂，在UV灯照射下搅拌反应，反应过程中在暗室内进行，得到无机
‑
有机杂化激发单体。3.根据权利要求2所述的一种水热合成粉煤灰硅酸盐骨料的制备方法，其特征在于，所述丁烯醇单体为2
‑
甲基
‑3‑
丁烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜强，翟祝贺，罗娜，陈瑞晓，杨戈，张威，李璐洋，万成亮，尹蕊，李莹，乔一佳，王婷婷，刘永川，陈红军，
申请(专利权)人：河南建筑材料研究设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：