[發明專利]一種高強透水復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202211192480.7
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115432986B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 祝賀;鄭光明;李防;汪鳳玲;孫樺林;趙春洋
• 申請（專利權）人: 宜都興發化工有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 焦磊

本發明公開一種高強透水復合材料的制備方法，它包括如下步驟：步驟1、以磷石膏為原料，加入助晶劑后，添加到酸溶液中，在一定的溫度下攪拌反應；步驟2、反應結束后，對混合物直接進行冷卻結晶；步驟3、結晶完成后，過濾，濾液直接返回至步驟1重復利用，濾餅洗滌干燥，干燥完成的濾餅即為高強透水復合材料；本發明能夠充分利用磷石膏為原料，并結合原料處理后含有的硅灰制備出能顯著改善晶須?水泥的微觀結構和界面結合強度的高強透水復合材料，有效提高纖維與水泥基材料結合強度。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體地涉及一種高強透水復合材料的制備方法。

背景技術

水泥作為世界上使用最廣泛的建筑材料，主要的局限性在于其脆性，這主要被歸咎于其抗裂性差和抗彎強度低，另外隨著城市化發展速度的加劇，城市地表正在逐步被建筑物和各種混凝土等阻水性材料所覆蓋，城市的排水能力越來越差，許多城市一遇到暴雨，其路面雨水無法快速滲漏，很容易造成城市內澇。

磷石膏是指在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣，磷石膏是濕法磷酸生產的主要副產物，每生產1噸濕法磷酸產生4.5噸的磷石膏渣。湖北磷石膏含量最大的是二水硫酸鈣，其次為SiO₂，兩種成分均可以用以提高水泥的強度，而目前絕大多數磷石膏采用堆放的形式處理，不僅占用土地，造成水體富營養化，還會造成資源浪費，因此用工業磷石膏生產高性能、高附加值的水泥添加劑是很有意義的。

已有大量研究表明，在水泥材料中添加纖維材料，通過阻止微裂紋的生長、擴展與斷裂的相互作用，能夠顯著改善水泥材料脆性問題，提高水泥材料的抗裂性能及韌性。在專利CN112010603A一種高透水性混凝土及其制備方法中，混凝土中摻入了硅灰和硫酸鈣晶須，使混凝土抗壓抗折強度得到提升，專利中晶須與硅灰均通過采購直接得到，無疑增加了產品成本。硅灰作為一種優秀的膠凝充填材料，在水泥中能促進了C-S-H凝膠的形成，顯著改善晶須-水泥的微觀結構和界面結合強度；上述專利中混凝土的透水性功能主要依靠水泥與水混合成料漿后可覆蓋在粗骨料表面，形成豐富的孔系結構。由于粗骨料表面形成的孔結構較大，會在一定程度上降低混凝土的密實度，從而使得高透水性混凝土的抗壓強度降低，迫切需要一種與水泥混合后可形成均勻的介孔結構，在不影響抗壓強度的同時，提高其透水性。

基于此，有必要設計一種高強透水復合材料的制備方法，充分利用磷石膏為原料，并結合原料處理后含有的硅灰制備出能顯著改善晶須-水泥的微觀結構和界面結合強度的高強透水復合材料，有效提高纖維與水泥基材料結合強度。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中生產水回用的不足，提供一種高強透水復合材料的制備方法，能夠充分利用磷石膏為原料，并結合原料處理后含有的硅灰制備出能顯著改善晶須-水泥的微觀結構和界面結合強度的高強透水復合材料，有效提高纖維與水泥基材料結合強度。

本發明為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：一種高強透水復合材料的制備方法，它包括如下步驟：

步驟1、以磷石膏為原料，加入助晶劑后，添加到酸溶液中，在一定的溫度下攪拌反應；

步驟2、反應結束后，對混合物直接進行冷卻結晶；

步驟3、結晶完成后，過濾，濾液直接返回至步驟1重復利用，濾餅洗滌干燥，干燥完成的濾餅即為高強透水復合材料。

優選地，步驟1中助晶劑為檸檬酸或聚丙烯酸，助晶劑與磷石膏的質量比為1：50-200。

優選地，步驟1中酸溶液為鹽酸溶液或硝酸溶液，其中磷石膏與酸溶液的固液比為0.03-0.1，酸溶液的質量濃度為6％-8％。

優選地，步驟1中攪拌反應溫度為80-90℃，反應時間為3-4h。

優選地，步驟1中還添加有多孔炭。