一种基于镁渣的水泥制品及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于镁渣的水泥制品及其生产工艺

【技术实现步骤摘要】
一种基于镁渣的水泥制品及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及水泥制造领域，具体涉及一种基于镁渣的水泥制品及其生产工艺
。

技术介绍

[0002]水泥作为建筑行业的主要产品之一，在建筑方面有着不可替代的作用，以水泥为主制成的水泥制品也被广泛地应用于各种基础建设
。
水泥制品常常被用于特殊的环境中，例如潮湿环境，长期暴露在紫外线环境等
。
而硫酸盐
、
氯盐以及镁离子的侵蚀
、
碳化
、
腐蚀等是水泥制品中常见的耐久性问题，这些侵蚀反应的发生均需要以水作为介质
。
因此，阻断水向水泥制品内部的渗入是解决水泥制品耐久性问题的根本方式
。
[0003]聚羧酸减水剂作为新一代的减水剂，具有低掺量
、
高减水率
、
保坍性能优异
、
结构多样性等优点，对改善混凝土流动性能和施工性能
、
提高耐久性能等都有着重要的作用
。
然而传统的聚羧酸减水剂在使用时需要添加其他可以改善性能的助剂，例如：引气剂
、
消泡剂
、
保坍剂等，但这也会带来成本高
、
凝结时间延长及强度低等问题
。
因此，需要对减水剂进行改性，来提高分散与吸附，延缓水泥水化
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于镁渣的水泥制品及其生产工艺
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于镁渣的水泥制品，按照重量份计包括：矿渣硅酸盐水泥
20
‑
30
份，砂
30
‑
50
份，油酸2‑4份，改性硅烷偶联剂3‑6，改性减水剂1‑5份，去离子水
10
‑
30
份，乙醇
20
‑
30
份；
[0007]所述改性硅烷偶联剂由以下方法制备：
[0008]步骤
A1、
将全氟聚醚酰氟溶解在氟碳溶液中，加入去离子水在室温下搅拌
2h
后，再加入氟碳醇，搅拌
10min
，即得全氟聚醚羧酸；
[0009]全氟聚醚酰氟在水解过程中会出现乳化现象，不利于水解产物的提取，而氟碳醇的加入可以破坏水解过程中产生的乳化层，使水层和有机层完全分开，有利于水解产物的提取；
[0010]进一步地，全氟聚醚酰氟
、
氟碳
、
去离子水和氟碳醇的用量比为1‑
3mL
：2‑
6mL
：
12
‑
15mL
：
15
‑
20mL。
[0011]步骤
A2、
将步骤
A1
制得的全氟聚醚羧酸
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和
N
，
N
‑
二甲基苯胺在
80℃
氮气保护下反应2‑
5h
，即得改性硅烷偶联剂；
[0012]步骤
A1
制得的全氟聚醚羧酸中含有羧基可以与硅烷偶联剂中的环氧基发生开环反应，使全氟聚醚羧酸接枝在硅烷偶联剂上，改性硅烷偶联剂上含有
‑
CF2和
‑
CF3基团，而
‑
CF2和
‑
CF3基团都是具有低表面能的官能团，会被接枝在混凝土表面的
‑
OH
上，形成疏油链，从而降低了混凝土的表面自由能；此外，改性硅烷偶联剂在碱性条件下遇水后会发生快速水解反应，硅氧烷基团
Si
‑
OCH3反应生成硅醇基
Si
‑
OH
，硅醇基可以在混凝土中的
‑
OH
将结合，通过脱水缩合反应生成硅烷，使硅烷与水泥制品结合；
[0013]进一步地，全氟聚醚羧酸
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和
N
，
N
‑
二甲基苯胺的摩尔比为1‑2：1‑2：
0.2
‑
1。
[0014]所述改性减水剂由以下方法制备：
[0015]步骤
B1、
将
(4
‑
乙烯基苯基
)
甲醇
、
磷酸和五氧化二磷倒入反应器中，在氮气保护下水浴加热至
60℃
搅拌
3h
，即得中间产物1，反应过程如下：
[0016][0017]步骤
B1
中通过磷酸酯化反应将磷酸基团引入
(4
‑
乙烯基苯基
)
甲醇中，而磷酸基团在溶液中与
Ca
+
具有较强的络合能力，这使得磷酸基团能够更快的吸附在水泥颗粒上，而较高的吸附导致颗粒表面上的聚合物之间更多地提供立体吸附，从而增强分散能力；此外，吸附在水泥颗粒表面的磷酸基团的相邻负电荷会产生静电排斥，可以使得主链更具有刚性，有利于分子初期吸附，使初始分散能力得到提高；
[0018]进一步地，
(4
‑
乙烯基苯基
)
甲醇
、
磷酸和五氧化二磷的用量比为
10mL
：
0.8g
：
1.5g。
[0019]步骤
B2、
将甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水加入反应器中均匀混合后，将反应器放入
40℃
水浴锅中，并依次加入顺丁烯二酸
、
巯基乙酸
、
过硫酸铵和中间产物1搅拌
1h
，再用质量浓度为
40
％的氢氧化钠调节
pH
至7，即得改性减水剂，反应过程如下：
[0020][0021]步骤
B2
中将中间产物1作为侧链修饰聚羧酸，磷酸基减水剂表现出优异的保坍性能主要是由于磷酸酯基团在水泥的碱性环境中缓慢持续发生水解反应，水解反应脱除的磷酸基团会和水泥水化产物发生反应生成难溶的磷酸盐形成保护膜，水分子较难与水泥发生水化反应，从而延缓
C3A
的水化和钙矾石的形成，因而宏观表现出保坍性；顺丁烯二酸中两个羧基的引入，能更好的与水分子缔合，在水泥颗粒表面形成一层水化膜，能够显著降低水分与水泥粒子之间的界面张力，使得水泥颗粒间更容易相对滑动并分散，不容易发生团聚，从而提高水泥混凝土的流动性
。
[0022]进一步地，甲基烯丙基聚氧乙烯醚
、
顺丁烯二酸
、
中间产物
1、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于镁渣的水泥制品，其特征在于，包括以下重量份数的原料：矿渣硅酸盐水泥
20
‑
30
份，砂
30
‑
50
份，油酸2‑4份，改性硅烷偶联剂3‑6，改性减水剂1‑5份，去离子水
10
‑
30
份，乙醇
20
‑
30
份；所述改性硅烷偶联剂由以下方法制备：步骤
A1、
将全氟聚醚酰氟溶解在氟碳溶液中，加入去离子水在室温下搅拌
2h
后，再加入氟碳醇，搅拌
10min
，即得全氟聚醚羧酸；步骤
A2、
将步骤
A1
制得的全氟聚醚羧酸
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和
N
，
N
‑
二甲基苯胺在
80℃
氮气保护下反应2‑
5h
，即得改性硅烷偶联剂
。2.
根据权利要求1所述的一种基于镁渣的水泥制品，其特征在于，所述改性减水剂由以下方法制备：步骤
B1、
将
(4
‑
乙烯基苯基
)
甲醇
、
磷酸和五氧化二磷倒入反应器中，在氮气保护下水浴加热至
60℃
搅拌
3h
，即得中间产物1；步骤
B2、
将甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水加入反应器中均匀混合后，将反应器放入
40℃
水浴锅中，并依次加入顺丁烯二酸
、
巯基乙酸
、
过硫酸铵和中间产物1搅拌
1h
，再用质量浓度为
40
％的氢氧化钠调节
pH
至7，即得改性减水剂
。3.
根据权利要求1所述的一种基于镁渣的水泥制品，其特征在于，所述矿渣硅酸盐水泥由以下方法制备：步骤
S1、
将镁渣在
120℃
下初加热
30min
后，将初加热后的镁渣与氧化钙
、
二氧化硅
、
氧化铝
、
氧化铁混合均匀并在
1260℃
下加热
25min
形成混合物，冷却后研磨成粉状物；步骤
S2、
将步骤
S1
中粉状物
、
石膏粉和沸石粉混合形成矿渣硅酸盐水泥
。4.
根据权利要求1所述的一种基于镁渣的水泥制品，其特征在于，所述步骤
A1
中全氟聚醚酰氟
、
氟碳
、
去离子水和氟碳醇的用量比为1‑
3mL
：2‑
6mL
：
12
‑
15mL
：
15
‑
20mL。5.
根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：温隆，温喜平，温卫龙，张欣，
申请(专利权)人：陕西龙湘科创节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：