复合减缩剂及其制备方法、用于制备地聚合物的组合物、地聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及无机功能材料技术领域，公开了一种复合减缩剂及其制备方法、用于制备地聚合物的组合物、地聚合物及其制备方法。该复合减缩剂由煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物复合形成，所述煅烧水滑石的平均粒径为0.5

【技术实现步骤摘要】
复合减缩剂及其制备方法、用于制备地聚合物的组合物、地聚合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无机功能材料
，具体地，涉及复合减缩剂及其制备方法、用于制备地聚合物的组合物、地聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]地聚合物自上世纪70年开始被应用在工程中，近年来地聚合物的研究成为热点，其被认为是极具前景的21世纪绿色低碳胶凝材料之一。
[0003]地聚合物的基本原理是利用具有潜在活性的原材料与碱性激发剂的反应，形成水硬性胶凝材料，避免了水泥生产的高温煅烧过程；同时硬化体具有强度好、耐高温、抗腐蚀、高粘结等优良性能，具有制备高性能高耐久混凝土的巨大潜力和应用能力。
[0004]除了用作胶凝材料替代传统水泥，地聚合物的真实应用前景非常广泛，例如，用作无机胶黏材料替代有机高分胶黏剂、用作低温键合陶瓷替代传统烧制陶瓷等。
[0005]然而，地聚合物作为胶凝材料，往往表现出较高的收缩性能，收缩产生的局部拉应力，会导致基体产生微裂缝、裂纹和结构损伤。裂缝的存在也降低了地聚合物结构的抗渗性能，在自然环境下，氯离子能使钢筋发生严重的锈蚀。如果作为混凝土应用到构筑物中，会显著降低地聚合物结构的耐久性和服役寿命。
[0006]通常情况下，普遍的应对措施就是在水泥中掺加减缩剂或膨胀剂。用于普通硅酸盐水泥中的膨胀剂大都为硫酸钙类膨胀剂和氧化镁膨胀剂。但在地聚合物中，缺乏具有较强膨胀作用的以固相为依托，促进生长形成钙矾石所需的高Ca(OH)2环境，并且由于氧化钙和硫铝酸钙类膨胀剂与水拌合后会迅速释放Ca
2+
，在碱激发剂的激发下，会使得地聚合物快速凝结。氧化镁膨胀剂，其作用单一，掺量较大，存在后期膨胀过大导致混凝土开裂的风险。
[0007]上述减缩剂虽然有较强的收缩补偿作用，但其在地聚合物胶凝材料中单独使用，并未取得预期的效果。其收缩值仍比普通硅酸盐水泥浆体的收缩值至少大1倍，掺量过多还可能导致强度的降低。
[0008]因此，基于上述缺陷和不足，亟需制备出一种既能减小收缩，同时提高强度，后期能持续膨胀的地聚合物专用减缩剂，并使其在地聚合物工程中得到良好应用，以解决现有技术中地聚合物存在的关键问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了提供一种减缩效果好的地聚合物专用减缩剂，采用该减缩剂制备得到的地聚合物还具有强度高、耐久性好等优点。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种复合减缩剂，该复合减缩剂由煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物复合形成，
[0011]所述煅烧水滑石的平均粒径为0.5
‑
7μm；
[0012]所述氧化烯醇类聚合物的数均分子量为500
‑
4000；
[0013]所述煅烧水滑石与所述氧化烯醇类聚合物的含量重量比为5
‑
8：100。
[0014]本专利技术的第二方面提供一种制备前述第一方面中所述的复合减缩剂的方法，该方法包括：
[0015]将煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物进行混合，得到所述复合减缩剂；
[0016]所述煅烧水滑石与所述氧化烯醇类聚合物的用量重量比为5
‑
8：100。
[0017]本专利技术的第三方面提供一种用于制备地聚合物的组合物，该组合物中含有以下组分：
[0018]粉料、标准砂、碱激发剂、减缩剂；
[0019]以所述组合物的总重量为基准，所述粉料的含量为15
‑
40wt％，所述标准砂的含量为45
‑
70wt％；所述碱激发剂的含量为3
‑
25wt％，所述减缩剂的含量为0.1
‑
2wt％；
[0020]所述粉料选自矿粉、粉煤灰、偏高岭土、磷渣、镍铁渣、硅灰中的至少一种；
[0021]所述减缩剂为前述第一方面中所述的复合减缩剂。
[0022]本专利技术的第四方面提供一种制备地聚合物的方法，该应用前述第三方面中所述的组合物进行，包括：
[0023](1)将粉料与标准砂进行第一混合，得到混合物I；
[0024](2)将所述混合物I与碱激发剂进行第二混合，得到混合物II；
[0025](3)将所述混合物II与减缩剂进行第三混合，得到所述地聚合物。
[0026]本专利技术的第五方面提供一种由前述第四方面中所述的方法制备得到的地聚合物。
[0027]本专利技术提供的方案相对于现有技术至少具有以下优点：
[0028](1)本专利技术提供的复合减缩剂能够改变地聚合物的微观结构，有效地从根本上改善地聚合物的收缩性能；
[0029](2)本专利技术提供的复合减缩剂中的无机纳米颗粒粒径较小，比表面积大；作为晶种，能够在早期加速水化过程，从而产生更多的水化产物和更致密的结构；
[0030](3)本专利技术提供的复合减缩剂能够克服纳米材料易于团聚的缺点，应用时能够更好地分散在浆体的孔隙中，改善孔隙结构、浆体
‑
骨料界面等，抑制收缩并提高强度，能够广泛适用于各种原材料制成的地聚合物及以其为基础材料的各种功能性材料。
具体实施方式
[0031]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0032]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种复合减缩剂，该复合减缩剂由煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物复合形成，
[0033]所述煅烧水滑石的平均粒径为0.5
‑
7μm；
[0034]所述氧化烯醇类聚合物的数均分子量为500
‑
4000；
[0035]所述煅烧水滑石与所述氧化烯醇类聚合物的含量重量比为5
‑
8：100。
[0036]根据一种优选的实施方式，所述煅烧水滑石由以下方法制备得到：将水滑石进行煅烧处理；
[0037]其中，所述煅烧处理的条件包括：起始温度为20
‑
35℃，升温速率为3
‑
15℃/min，终止温度T为400
‑
800℃，且在T温度下保持4
‑
6h。
[0038]优选情况下，所述水滑石选自镁铝水滑石、钙铝水滑石、锌铝水滑石、钙镁铝水滑石、钙铁铝水滑石、镁铁铝水滑石、锌铁铝水滑石中的至少一种。
[0039]更加优选地，所述水滑石选自镁铝水滑石、锌铝水滑石、镁铁铝水滑石、锌铁铝水滑石中的至少一种。本专利技术的专利技术人发现，该优选情况下获得的复合减缩剂能够更好的抑制地聚合物的收缩。
[0040]如前所述，本专利技术的第二方面提供了一种制备前述第一方面中所述的复合减缩剂的方法，该方法包括：
[0041]将煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物进行混合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合减缩剂，其特征在于，该复合减缩剂由煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物复合形成，所述煅烧水滑石的平均粒径为0.5
‑
7μm；所述氧化烯醇类聚合物的数均分子量为500
‑
4000；所述煅烧水滑石与所述氧化烯醇类聚合物的含量重量比为5
‑
8：100。2.根据权利要求1所述的复合减缩剂，其中，所述煅烧水滑石由以下方法制备得到：将水滑石进行煅烧处理；其中，所述煅烧处理的条件包括：起始温度为20
‑
35℃，升温速率为3
‑
15℃/min，终止温度T为400
‑
800℃，且在T温度下保持4
‑
6h。3.根据权利要求2所述的复合减缩剂，其中，所述水滑石选自镁铝水滑石、钙铝水滑石、锌铝水滑石、钙镁铝水滑石、钙铁铝水滑石、镁铁铝水滑石、锌铁铝水滑石中的至少一种。4.一种制备权利要求1
‑
3中任意一项所述的复合减缩剂的方法，其特征在于，该方法包括：将煅烧水滑石与氧化烯醇类聚合物进行混合，得到所述复合减缩剂；所述煅烧水滑石与所述氧化烯醇类聚合物的用量重量比为5
‑
8：100。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述混合的条件包括：在超声条件在进行，且超声频率为20000
‑
50000Hz，超声时间为20
‑
40min，超声温度为15

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖华，周正宁，朱颖灿，
申请(专利权)人：上海百奥恒新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：