一种高致密有机-无机复合胶凝材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，公开一种高致密有机

【技术实现步骤摘要】
一种高致密有机
‑
无机复合胶凝材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，特别涉及一种高致密有机
‑
无机复合胶凝材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着时代发展，建筑工程对于无机胶凝材料的要求更加严格，人们利用有机无机复合胶凝材料取代单一无机胶凝材料，制备高性能有机无机复合胶凝材料。结合研究现状可知，带有亲水基团的有机高分子(如羧基、羟基、胺基和酰胺基等)或者带有不同官能团的硅氧烷有机物和地质聚合物基体中硅/铝羟基发生聚合，接枝在四面体缺失位置，增加硅氧四面体或铝氧四面体聚合度，形成有机无机交联网络结构。但无论是利用普通成型工艺或者现有的混炼热压工艺，初始有机物的加入或者在混炼机取下有机无机薄片层都会引入更多气体，无法得到致密的有机无机复合胶凝材料。

技术实现思路

[0003]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致密有机
‑
无机复合胶凝材料的制备方法。
[0004]本专利技术的另一目的是提供上述种方法制备的一种高致密有机
‑
无机复合胶凝材料。
[0005]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0006]一种高致密有机
‑
无机复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将颗粒密实级配的无机胶凝材料、聚丙烯酸钠溶液、硅氧烷有机物混合搅拌，直至得到具有硬塑性特性的塑性浆体；
[0008](2)将塑性浆体倒入实验小压机固定铁模具进行震动、抽真空、压制成型；
[0009](3)将步骤(2)所得材料表面覆盖防水膜，养护，得到所述的有机无机复合胶凝材料。
[0010]步骤(1)所述的颗粒密实级配的无机胶凝材料是将矿渣、水玻璃、氯化钡和水混合得到；其中矿渣、水玻璃、氯化钡和水的质量比为100：(2
‑
10)：(0.5
‑
2):(20
‑
40)。
[0011]步骤(1)所述聚丙烯酸钠的分子量为4000～40000；聚丙烯酸钠的用量为矿渣质量的2％
‑
20％。
[0012]步骤(1)所述硅氧烷有机物包括KH550、KH560、KH570中的至少一种；硅氧烷有机物的用量为矿渣质量的2％
‑
20％。
[0013]步骤(1)所述聚丙烯酸钠溶液的质量浓度为20％
‑
50％。
[0014]步骤(1)所述搅拌时间为2
‑
10min,所述具有硬塑性特性的塑性浆体的液塑指数为0～0.25。
[0015]步骤(1)所述总用水量满足：使步骤(1)所述塑性浆体中水与矿渣的质量比为0.1
‑
0.5。
[0016]步骤(2)所述实验小压机的频率为5Hz
‑
50Hz，震动时间为2min
‑
30min,压力为0.1MPa
‑
1MPa。
[0017]所述的步骤(3)养护制度为蒸养12
‑
24时，常温养护6
‑
30天；其中蒸养的温度为40
‑
60℃。
[0018]由上述方法制备得到的高致密有机
‑
无机复合胶凝材料。
[0019]本专利技术的机理：
[0020]本专利技术利用压力
‑
震动
‑
真空抽水三维场耦合作用来制备地质聚合物基有机无机复合胶凝材料，消除孔隙得到致密的有机无机复合胶凝材料，从而大幅度提高地质聚合物基有机无机复合胶凝材料性能。
[0021]压力
‑
震动
‑
真空抽水三维场耦合成型工艺采用实验小压机的抽真空和震动压制成型工艺将搅拌均匀的物料压制成型。同时，调节实验小压机的震动频率和震动时间，可在震动过程中将消除宏观缺陷，使复合胶凝材料致密，且使有机相和无机相混合均匀。另外压制过程中，高的成型压力能使有机无机交联反应程度增加。为了形成性能优异的板材，何时压制
‑
震动
‑
抽水有机无机复合胶凝材料具有一定要求。本专利技术通过在浆体具有硬塑性特性(0＜液塑指数＜0.25)时进行实验小压机处理，得到了高致密的板材；而若浆体未达到硬塑性特性，水会外溢，并且浆体容易溅出。
[0022]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0023]本专利技术旨在解决无机胶凝材料脆性大、孔隙多，有机胶凝材料强度低、耐老化性能差等问题，利用压力
‑
震动
‑
真空抽水三维场耦合作用制备有机无机复合胶凝材料，降低含水量，消除孔隙、增强有机
‑
无机化学反应程度，得到高致密结构的有机无机复合胶凝材料。
[0024]本专利技术利用绿色环保无机胶凝材料，充分利用工业副产物，成本低廉，性能优异。
[0025]本专利技术制备的有机
‑
无机复合胶凝材料致密。
附图说明
[0026]图1(a)为对比例1，对比例2和实施例1制备得到的有机无机复合胶凝材料的孔径曲线。
[0027]图1(b)为对比例1，对比例2和实施例1制备得到的有机无机复合胶凝材料的累积孔体积曲线。
[0028]图2(a)为实施例1
‑
3制备得到的有机无机复合胶凝材料的孔径曲线。
[0029]图2(b)为实施例1
‑
3制备得到的有机无机复合胶凝材料的累积孔体积曲线。
[0030]图3(a)
‑
图3(d)分别为对比例1、实施例1
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3所得到体式显微镜图像。
[0031]图4为实施例1，实施例4，和实施例5的弯曲强度示意图。
[0032]图5为实验小压机示意图。
具体实施方式
[0033]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。
[0034]实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
[0035]本专利技术所用的实验小压机是从佛山慧谷有限公司购买所得。
[0036]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％。
[0037]KH570：购自上海麦克林，质量浓度97％
[0038]聚丙烯酸钠(PAA
‑
Na)：购自上海麦克林，质量浓度为50％浓度，3000Mw。
[0039]对比例1
[0040]一种矿渣基有机无机复合胶凝材料制备具体步骤包括：
[0041](1)将161.6g氢氧化钠溶于1285.2g原模数为3.34的水玻璃中配置模数为1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高致密有机
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无机复合胶凝材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将无机胶凝材料、聚丙烯酸钠溶液、硅氧烷有机物溶液混合搅拌，直至得到具有硬塑性特性的塑性浆体；(2)将塑性浆体倒入实验小压机固定铁模具进行震动、抽真空、压制成型；(3)将步骤(2)所得材料表面覆盖防水膜，养护，得到所述的高致密有机无机复合胶凝材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(1)所述无机胶凝材料是将矿渣、水玻璃、氯化钡和水混合得到；其中矿渣、水玻璃、氯化钡的质量比为100：(2
‑
10)：(0.5
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2)。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)所述聚丙烯酸钠的分子量为4000～40000；聚丙烯酸钠的用量为矿渣质量的2％
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20％；聚丙烯酸钠溶液的质量浓度为20％
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50％。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硅氧烷有机物包括KH550、KH560、KH570中的至少一种。5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦江雄，邢晓桐，王贝寒，徐娜，王韶洲，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：