一种高抗折地质聚合物基有机无机复合板材及制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，公开一种高抗折地质聚合物基有机无机复合板材及其制备方法。本发明专利技术在浆体中加入含活性基团的有机物，利用实验小压机的压力

【技术实现步骤摘要】
一种高抗折地质聚合物基有机无机复合板材及制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，特别涉及一种高抗折地质聚合物基有机无机复合板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]地质聚合物是一种无熟料水泥，具有低碳环保高性能的特点，开发利用符合社会发展方向。其还具有优异的早期抗压强度、低渗透性、耐侵蚀性、耐高温等性能。但是地质聚合物存在抗弯强度低、脆性大等问题限制了其代替水泥在现代建筑工程中的应用。
[0003]近些年，利用有机物掺入无机胶凝材料成膜、粘结等作用，均匀分布在无机胶凝材料基体中，提高无机胶凝材料基体对裂纹扩展的耗能能力，进而起到增韧作用。并且有机物可以和无机胶凝材料水化产物发生化学反应，有机物填充微裂缝或者缺陷，形成有机无机互穿交联网络结构，使地质聚合物抗折强度提高，为地质聚合物增韧研究开拓新方向。
[0004]结合研究现状可知，利用普通成型工艺，即使将有机物加入无机胶凝材料中制备有机无机复合胶凝材料提升抗折强度，但十分有限，抗折强度增幅仅为25％左右。此外，对于韧性没有明显提升和研究。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种高抗折地质聚合物基有机无机复合板材的制备方法。
[0006]本专利技术另一目的在于提供上述方法制备的高抗折地质聚合物基有机无机复合板材。
[0007]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0008]一种高抗折地质聚合物基有机无机复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将矿渣、水玻璃、缓凝剂和水混合，搅拌至混合均匀，得浆体；
[0010](2)将(1)所制备的浆体和含活性基团的有机物溶液混合，搅拌得到有机无机复合塑性浆体；
[0011](3)将有机无机复合塑性浆体倒入实验小压机固定铁模具进行震动、抽真空及压制成型，得到固定尺寸板材；
[0012](4)将步骤(3)所得到的板材表面覆盖防水膜，养护，得到高抗折地质聚合物基有机无机复合板材。
[0013]步骤(1)所述水玻璃模数为1.0
‑
2.0。
[0014]步骤(1)所述水玻璃的用量为矿渣质量的2％
‑
10％。
[0015]步骤(1)所述缓凝剂包括氯化钡、六偏磷酸钠、木质素磺酸盐中的至少一种。
[0016]步骤(1)所述缓凝剂用量为矿渣质量的0.5％
‑
2％。
[0017]步骤(1)所述搅拌时间为2
‑
10min，优选为2min。
[0018]步骤(2)所述含活性基团的有机物包括聚丙烯酸钠(PAA
‑
Na)、硅烷偶联剂的一种
或两种；其中硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570中的至少一种。
[0019]步骤(2)所述含活性基团的有机物用量为矿渣质量的2％
‑
20％。
[0020]步骤(1)和步骤(2)的总用水量满足：使步骤(2)所述有机无机复合塑性浆体中水与矿渣的质量比为0.1
‑
0.5。
[0021]步骤(2)所述搅拌时间为2
‑
10min，优选为3min。
[0022]步骤(2)所述搅拌后包括静置5
‑
60min,直至形成具有硬塑性特性的塑性浆体(0＜液塑指数＜0.25)。
[0023]步骤(3)所述实验小压机设置的频率为5Hz
‑
50Hz，震动时间为2min
‑
30min,压力为0.1MPa
‑
1MPa。
[0024]步骤(4)所述养护为先蒸养12
‑
24时，再在常温养护6
‑
30天；其中蒸养的温度为40
‑
80℃。
[0025]由上述方法制备得到的高抗折地质聚合物基有机无机复合板材。
[0026]本专利技术的机理：
[0027]利用压力
‑
震动
‑
真空抽水三维场耦合作用的实验小压机，降低含水量、消除孔隙，增强有机
‑
无机化学反应，制备出无宏观缺陷的有机无机复合胶凝板材。从而大大提升无机胶凝材料强度和韧性，延长和增加无机胶凝材料使用寿命和范围。
[0028]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0029]本专利技术的高抗折地质聚合物基有机无机复合板材在具有高抗折强度的同时，也可以提升无机胶凝材料韧性，使无机胶凝材料在高抗折强度和高韧性方面实现统一和平衡。
附图说明
[0030]图1(a)为对比例1和对比例2制备得到的矿渣基有机无机复合板材的抗折强度性能柱状图。
[0031]图1(b)为对比例2和实施例1
‑
4制备得到的矿渣基有机无机复合板材的抗折强度性能柱状图。
[0032]图1(c)为对比例2和实施例5
‑
7制备得到的矿渣基有机无机复合板材的抗折强度性能柱状图。
[0033]图2(a)为对比例2和实施例1
‑
4制备得到的有机无机复合板材的弯曲荷载
‑
弯曲位移曲线图。
[0034]图2(b)为对比例2和实施例5
‑
7制备得到的有机无机复合板材的弯曲荷载
‑
弯曲位移曲线图。
[0035]图3(a)为对比例2和实施例1
‑
7制备得到的有机无机复合板材的断裂韧性图。
[0036]图3(b)为对比例2和实施例1
‑
7制备得到的有机无机复合板材的断裂能图。
[0037]图4为主要反应步骤示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0039]实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
[0040]本专利技术所用的实验小压机为从佛山慧谷有限公司购入。
[0041]模数3.34的水玻璃溶液是从佛山中发水玻璃厂购入，原始模数为3.34，Na2O为8.94％，SiO2为28.93％，固含量为37.86％。
[0042]PAA
‑
Na：购自上海麦克林，质量浓度为50％，3000Mw。
[0043]KH550：购自上海麦克林，质量浓度97％；KH560：购自上海麦克林，质量浓度97％；KH570：购自上海麦克林，质量浓度97％。
[0044]对比例1
[0045]一种矿渣基无机板材制备具体步骤包括：
[0046](1)将161.6g氢氧化钠溶于1285.2g原3.34模数水玻璃溶液中配置模数为1.6水玻璃溶液，并称取占矿渣质量6％的1.6模数水玻璃，静置24h待用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物基有机无机复合板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将矿渣、水玻璃、缓凝剂和水混合，搅拌至混合均匀，得浆体；(2)将(1)所制备的浆体和含活性基团的有机物溶液混合，搅拌得到有机无机复合塑性浆体；(3)将有机无机复合塑性浆体倒入实验小压机固定铁模具进行震动、抽真空及压制成型，得到固定尺寸板材；(4)将步骤(3)所得到的板材表面覆盖防水膜，养护，得到高抗折地质聚合物基有机无机复合板材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述水玻璃模数为1.0
‑
2.0；步骤(1)所述水玻璃的用量为矿渣质量的2％
‑
10％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述缓凝剂包括氯化钡、六偏磷酸钠、木质素磺酸盐中的至少一种；步骤(1)所述缓凝剂用量为矿渣质量的0.5％
‑
2％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述含活性基团的有机物包括聚丙烯酸钠、硅烷偶联剂的一种或两种；步骤(2)所述含活性基团的有机物用量为矿渣质量的2％
‑
20％。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦江雄，邢晓桐，王贝寒，徐娜，林发倬，徐畏婷，黄浩良，余其俊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：