[發明專利]一種改性粉煤灰與聚合物制備的高強水泥混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201811615518.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109650807B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王發洲;劉鵬;陳思權;張文芹;趙都
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/10
• 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;官群

本發明涉及一種改性粉煤灰與聚合物制備的高強水泥混凝土，其包括以下質量份的原料組分：有機硅改性粉煤灰100份，硅酸鹽水泥300～500份，PVP水溶液150～250份。所述有機硅改性粉煤灰的制備方法為：將粉煤灰與有機硅按質量比5～30：1加入球磨機中，并以瑪瑙球作為研磨介質進行球磨得到。本發明提供的高強水泥混凝土抗壓強度達到38.5～52.2MPa，結構強度高，與普通水泥混凝土相比耐久性更好。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，涉及一種改性粉煤灰與聚合物制備的高強水泥混凝土及其制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，建筑行業對建筑材料的要求越來越高，普通水泥材料有許多缺點，如脆性大，抗蝕能力不高，干縮變形大等，水在水泥和混凝土中的滲入和侵蝕也會嚴重影響其整體強度，進而影響其使用壽命。因此研究高強度的水泥混凝土極為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種高強水泥混凝土及其制備方法，該高強水泥混凝土利用有機硅改性粉煤灰與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共同作用提高了水泥混凝土的強度。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

提供一種改性粉煤灰與聚合物制備的高強水泥混凝土，其包括以下質量份的原料組分：

有機硅改性粉煤灰 100份，

硅酸鹽水泥 300～500份，

PVP水溶液 150～250份；

所述有機硅改性粉煤灰的制備方法為：將粉煤灰與有機硅按質量比5～30：1加入球磨機中，并以瑪瑙球作為研磨介質進行球磨得到有機硅改性粉煤灰，其中所述有機硅為(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷。

按上述方案，所述PVP水溶液質量濃度為5～15％。

按上述方案，所述瑪瑙球與粉煤灰的體積比為5：1。

按上述方案，所述球磨機轉速為300轉/分鐘，球磨時間為8小時。

本發明還包括上述改性粉煤灰與聚合物制備的高強水泥混凝土的制備方法，包括以下步驟：將有機硅改性粉煤灰和硅酸鹽水泥按比例混合攪拌均勻得到混合樣，然后在所得混合樣中加入PVP水溶液，攪拌得到漿體，然后將所得漿體倒入模具中，在20±2℃、相對濕度95±5％條件下養護7天，脫模后得到高強水泥混凝土產品。

水泥和混凝土含有大量的多孔結構，本發明選用PVP溶液代替單一的水有助于填充水泥中的孔隙，提高其保水能力，防止其出現較大的收縮變形，最終使水泥模塊強度有所提高，減小其孔隙，提高其性能。另外，粉煤灰可以產生膠凝系統和顯著提高混凝土的可加工性，所以粉煤灰可以替代部分水泥，粉煤灰的表面為堿性，并含有一定量的硅羥基，能夠與有機硅中的硅氧基鍵合，從而能夠產生粉煤灰與有機硅分子的鏈接，而PVP中的有機官能團又能和有機硅中的有機官能團橋聯，形成新的共價鍵。本發明選用(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷對粉煤灰進行改性，將有機硅分子的硅氧基一端與粉煤灰的表面鏈接起來，另一端有機官能團部分能夠與PVP形成新的更穩定的共價鍵，增強其性能，加到水泥中能起到增強抗壓強度的效果。聚乙烯吡咯烷酮具有高分子鏈狀結構，與有機硅改性粉煤灰產生交聯，進一步增強混凝土產品的強度。

本發明的有益效果在于：1、本發明提供的高強水泥混凝土抗壓強度達到38.5～52.2MPa，結構強度高，與普通水泥混凝土相比耐久性更好；2、本發明提供的制備方法步驟簡單，能夠充分利用粉煤灰，無廢棄物產生，適于工業推廣。

具體實施方式

為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述。

實施例1