[發明專利]一種具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110703660.6
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113387610B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 譚洪波;古先粵;賀行洋;張俊杰;聶康峻
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B24/32
• 分類號: C04B24/32;C04B28/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 官群;崔友明

本發明涉及一種具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料，所述蒙脫石基片層材料由蒙脫石、插層改性劑和水混合濕磨得到。本發明提供的具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料少量摻入水泥基材料中即可顯著提高水泥的早期抗壓抗折強度，當外摻1～3％的蒙脫石基片層材料進入水泥基材料中時，水泥砂漿1d抗壓強度可以提高6～45％，1d抗折強度可以提高25～53％。

技術領域

本發明屬于含有無機黏結劑或含有無機與有機黏結劑反應產物的砂漿、混凝土或人造石的組合物技術領域，具體涉及一種具有提升混凝土抗折性能的蒙脫石基片層材料及其制備方法。

背景技術

蒙脫石是一種天然的層狀硅鋁酸鹽礦物，儲量豐富，來源廣泛。它特殊的層狀結構、離子交換性及吸水膨脹等特征使其具有良好的剝離分散性，剝離后的蒙脫石擁有較大的比表面積以及表面能，因此物化性能會進一步提升，基于蒙脫石層間域的陽離子可交換性，可以通過插層反應將其層間域擴大，甚至形成部分近似片層結構的納米蒙脫石。但是，由于蒙脫石粒徑較難突破微納米閾值且具有很強的吸附性，使其不易分散于水泥基材料中改善其力學性能，因此，期望尋找一種有效的方法來將蒙脫石有效利用于水泥基材料中。

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，提供一種具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料及其制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明的第一目的在于提供一種具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料，所述蒙脫石基片層材料由蒙脫石、插層改性劑和水混合濕磨得到。

按上述方案，所述蒙脫石基片層材料原料組分及質量百分含量為：蒙脫石11～13％，水84～88％，插層改性劑1～3％。

按上述方案，所述蒙脫石基片層材料粒徑為0.3～0.6μm。

按上述方案，所述蒙脫石為鈉基蒙脫石或鈣基蒙脫石。

按上述方案，所述插層改性劑的分子結構式如下：

其中m∶n＝9～11∶1，k＝9，插層改性劑的數均分子量為400～600。該插層改性劑能夠擴大蒙脫石層間距，有助于機械力作用下蒙脫石結構的解離。

按上述方案，所述插層改性劑的制備方法為：將丙烯酰胺和聚醚溶于水中配制成混合溶液，加入2-巰基乙醇，攪拌均勻，然后加入維生素C和過硫酸銨，聚合反應得到插層改性劑。

優選的是，所述聚醚數均分子量為400。

優選的是，所述混合溶液中質量濃度為40％(丙烯酰胺和聚醚質量濃度之和)。

優選的是，所述2-巰基乙醇加入量為丙烯酰胺和聚醚總質量的0.5％。2-巰基乙醇用作鏈轉移劑。

按上述方案，所述維生素C加入量為丙烯酰胺和聚醚總質量的0.2％。維生素C用作還原劑。

按上述方案，所述過硫酸銨加入量為丙烯酰胺和聚醚總質量的0.1％。

優選的是，所述聚合反應條件為：60℃下反應3h。

本發明的第二目的在于提供上述具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料的制備方法，具體步驟以下：

1)按比例稱取原料組分，備用；

2)將蒙脫石、水倒入球磨罐中，加入研磨體，濕磨至蒙脫石的中值粒徑為0.3～0.6μm；

3)關閉球磨機，將插層改性劑加入到球磨罐中，繼續濕磨3～5min，得到具有提升水泥砂漿抗折性能的蒙脫石基片層材料。