[發(fā)明專利]一種利用油酸改性粉煤灰制備抗?jié)B疏水水泥的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810044932.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108249850B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鵬;王發(fā)洲;馮傳法;高衣寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B20/02;C04B18/08;C04B111/27
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;閉釗

本發(fā)明涉及一種利用油酸改性粉煤灰制備抗?jié)B疏水水泥的方法，通過(guò)干磨法利用油酸對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性再將其與水泥和水混合成型，在此過(guò)程中油酸分子的羧基端與粉煤灰的表面基團(tuán)連接，油酸分子的烷基端起到疏水作用。本發(fā)明解決了普通水泥制品容易遭受水的滲入和侵蝕損害而影響使用的問(wèn)題，具有制備方法簡(jiǎn)單、周期短、條件溫和、成本低、防水抗?jié)B效果顯著等諸多優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水泥材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用油酸改性粉煤灰制備抗?jié)B疏水水泥的方法。

背景技術(shù)

水泥、混凝土中水的滲入和侵蝕是影響其使用壽命的一個(gè)重要因素。這是因?yàn)樵谒嗪突炷林泻写罅慷嗫捉Y(jié)構(gòu)，水的毛細(xì)效應(yīng)、侵蝕和滲透(凍融)對(duì)建筑物造成了極大的物理和化學(xué)損害，使得建筑結(jié)構(gòu)的功能受到影響，典型的如路面、橋梁和房屋。此外，氯離子和硫酸根離子會(huì)隨著水的滲透進(jìn)入到水泥和混凝土內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕、結(jié)構(gòu)膨脹開(kāi)裂以及耐久性縮短等嚴(yán)重后果。因此開(kāi)發(fā)抗?jié)B防水水泥顯得十分必要和緊迫。

由于粉煤灰可以產(chǎn)生膠凝系統(tǒng)并能顯著提高混凝土的可加工性，因此其可以替代部分水泥，這在水泥行業(yè)也比較常見(jiàn)，但是摻雜粉煤灰的水泥制品依然存在上述問(wèn)題。因此，粉煤灰摻雜前有必要用有機(jī)物進(jìn)行改性。如果直接將有機(jī)物摻入水泥體系中，不會(huì)得到很好的分散，無(wú)法起到應(yīng)有的效果，改性所用的有機(jī)物也必須慎重選擇。油酸作為一種常見(jiàn)有機(jī)物，其分子的一端為羧基，能夠與粉煤灰的硅羥基產(chǎn)生橋聯(lián)，另一端為烷基，能夠起到疏水作用，從而產(chǎn)生防水抗?jié)B的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有水泥材料存在的抗?jié)B性、防水性差的問(wèn)題，提供一種利用油酸改性粉煤灰制備抗?jié)B疏水水泥的方法。該方法利用粉煤灰表面的硅羥基與油酸分子中的羧基發(fā)生反應(yīng)，將油酸分子的羧基一端與粉煤灰的表面鏈接起來(lái)，油酸分子的另一端烷基部分能夠產(chǎn)生疏水作用，將其加入到水泥中能夠產(chǎn)生疏水作用，起到防水抗?jié)B的效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

利用油酸改性粉煤灰制備抗?jié)B疏水水泥的方法，包括以下步驟：首先將粉煤灰與油酸混合干磨，兩者發(fā)生反應(yīng)得到油酸改性的粉煤灰；接著將油酸改性的粉煤灰與水泥混合，加水后以不同速度攪拌，最后倒入模具中養(yǎng)護(hù)即得。

進(jìn)一步的，粉煤灰與油酸混合時(shí)的質(zhì)量比為10-24:1。

進(jìn)一步的，粉煤灰與油酸混合干磨過(guò)程中還加入了瑪瑙球，瑪瑙球與粉煤灰的體積比為4-5:1。加入瑪瑙球可以增加干磨過(guò)程中物料混合的均勻程度。

進(jìn)一步的，干磨時(shí)用容器盛裝粉煤灰-油酸混合物，然后將其放入球磨機(jī)中，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，干磨時(shí)間為6-8h。

進(jìn)一步的，油酸改性的粉煤灰、水泥、水三者的質(zhì)量比為1:7-15:2-5。

進(jìn)一步的，油酸改性的粉煤灰與水泥混合并加水后，先慢速攪拌一段時(shí)間，再快速攪拌一段時(shí)間，然后靜置一段時(shí)間，最后再快速攪拌一段時(shí)間。這種慢-快-停-快的攪拌方式可以改善水泥的引氣和抗?jié)B透性能。

更進(jìn)一步的，每一次慢速攪拌或快速攪拌的時(shí)間分別為30s、30s，靜止時(shí)間為60s。

進(jìn)一步的，養(yǎng)護(hù)條件為：溫度：20±2℃，濕度：95±5％，時(shí)間：28d。

進(jìn)一步的，所述水泥為普通硅酸鹽水泥。

本發(fā)明通過(guò)油酸分子中的羧基與粉煤灰表面的硅羥基發(fā)生反應(yīng)，使得油酸分子的羧基端與粉煤灰的表面鏈接起來(lái)，油酸分子的烷基端提供疏水功能，將其摻雜在普通硅酸鹽水泥中能大大降低水泥制品的吸水率，提高使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)將油酸分子通過(guò)化學(xué)鍵鏈接到粉煤灰的表面，油酸的烷基端起疏水作用，將其加入到水泥中后1-7d吸水率低至0.013mm/d^1/2，防水抗?jié)B效果顯著(2)制備方法簡(jiǎn)單，周期短，條件溫和，無(wú)需特殊復(fù)雜設(shè)備，成本較低。