專利名稱：：粉煤灰制品外加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粉煤灰制品外加劑及其制備方法。粉煤灰中含有鋁硅酸鹽玻璃微珠、海綿狀玻璃體、石英、莫來石、碳粒、硫酸鹽等礦物質(zhì)，是一種可以綜合利用變廢為寶的資源，將粉煤灰制成新型建筑墻體材料是綜合利用的一種有效手段，目前利用粉煤灰的制品有粉煤灰磚(標(biāo)準(zhǔn)JC239-91)、粉煤灰砌塊(標(biāo)準(zhǔn)JC239-91)、粉煤灰混凝土(1989年中國(guó)鐵道出版社《粉煤灰混凝土》)等，但是，這些粉煤灰制品存在著耐久性能(抗凍性、抗?jié)B性、抗侵蝕性)差等問題，因?yàn)榉勖夯抑杏幸徊糠侄嗫最w粒，吸水性強(qiáng)，顆粒內(nèi)部孔洞中的水分多，在結(jié)冰時(shí)體積膨脹而導(dǎo)致制品因冰凍被破壞，解決制品的抗凍融性的辦法是降低水灰比，同時(shí)粉煤灰制品的強(qiáng)度與其本身的微觀結(jié)構(gòu)，特別是孔隙率及孔隙結(jié)構(gòu)有非常密切的關(guān)系，而孔隙率受水灰比的影響最大，降低水灰比可減少粉煤灰磚中的孔隙率，提高制品強(qiáng)度，但由于粉煤灰顆粒表面的摩擦力大，流動(dòng)性差，在粉煤灰制品中不能提高水灰比卻要提高流動(dòng)性是一個(gè)難題，目前出現(xiàn)借助外加劑來改善配料的流動(dòng)性的辦法，如中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?1106058.8)公布了一種添加水溶性環(huán)氧樹脂水溶液外加劑的制粉煤灰磚的方法，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?6116318.6)公布了一種粉煤灰制磚、塊的方法，外加聚乙烯醇(0.3-0.8％)，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?5119424.0)公布了粉煤灰制磚的改進(jìn)方法，外加酯基羧酸類添加劑(0.0003-0.0005％)，以上制品中通過使用外加劑，使制品的性能得到改善，證明了外加劑的摻入是成功的，但是，這些制品還沒有根本解決凍融性問題，其強(qiáng)度不理想，耐久性不可靠，其制品的凍融指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)仍達(dá)不到要求，目前外加劑的品種雖然很多，有單組分的，還有復(fù)合型的，如無機(jī)材料和無機(jī)材料的復(fù)合，有機(jī)材料和有機(jī)材料的復(fù)合，無機(jī)材料和有機(jī)材料的復(fù)合，在混凝土中普遍應(yīng)用，但選擇現(xiàn)有的外加劑還不能滿足粉煤灰制品的要求。本發(fā)明的目的是提供一種粉煤灰制品使用的有機(jī)—無機(jī)復(fù)合型外加劑及其制備方法，能明顯改善粉煤灰制品的凍融性。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的粉煤灰制品的外加劑是一種有機(jī)材料丙烯酸酯共聚物和無機(jī)材料二氧化硅組成的乳液狀的有機(jī)—無機(jī)鈉米雜化材料，其重量配比為丙烯酸酯共聚物25-40％，偏硅酸鈉或二氧化硅氣溶膠2-10％，烷基苯磺酸鈉或烷基硫酸鈉0.5-5％，聚氧化乙烯烷基醚1-6％，去離子水55-70％，其中丙烯酸酯共聚物組分為甲基丙烯酸甲酯35-45％，2-乙基內(nèi)烯酸己酯0-55％，丙烯酸丁酯0-55％，丙烯酸2.5-5％。上述的外加劑的制備方法是首先在燒瓶中加入水，表面活性劑，碳酸氫鈉，偏硅酸鈉或二氧化硅氣溶膠，機(jī)械攪拌溶解，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱至80℃，將上述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、2-乙基丙烯酸己酯和丙烯酸單體按配方比例混合后倒入加料漏斗中，均速滴加入到燒杯內(nèi)，同時(shí)均速滴加過硫酸鉀溶液，在1.5小時(shí)內(nèi)加料完畢，滴加結(jié)束后，在相同溫度下繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)，冷卻至室溫，用濃氨水調(diào)節(jié)PH值為8-9，可得穩(wěn)定的有機(jī)—無機(jī)納米雜化材料分散液。上述丙烯酸酯類單體能夠在乳化劑影響下與二氧化硅乳化聚合，發(fā)生納米雜化反應(yīng)，有機(jī)物作用完成后消失，有機(jī)物和無機(jī)物合并為乳液狀態(tài)的有機(jī)—無機(jī)納米雜化材料，乳液的顆粒約為0.1-0.2μm。外加劑的制備方法中采用滴速加料，機(jī)械攪拌溶解，能將有機(jī)物的顆粒迅速打開，粒度細(xì)化，完成有機(jī)材料和無機(jī)材料的乳化聚合反應(yīng)，產(chǎn)生納米微粒乳液。上述的外加劑與粉煤灰具有良好的親和性，能顯著改善粉煤灰制品的性能，具有以下的作用(1)減水作用因?yàn)榉勖夯抑杏幸徊糠侄嗫最w粒，吸水性強(qiáng)，顆粒內(nèi)部孔洞中的水分多，在結(jié)冰時(shí)體積膨脹而導(dǎo)致制品因冰凍被破壞，解決制品的抗凍融性的辦法是降低水灰比，同時(shí)粉煤灰制品的強(qiáng)度與其本身的微觀結(jié)構(gòu)，特別是孔隙率及孔隙結(jié)構(gòu)有非常密切的關(guān)系，而孔隙率受水灰比的影響最大，降低水灰比可減少粉煤灰磚中的孔隙率，提高制品強(qiáng)度，但由于水灰比減小，會(huì)降低粉煤灰漿體的流動(dòng)性，本發(fā)明的外加劑中高分子組分為微小球狀結(jié)構(gòu)，對(duì)粉煤灰漿體具有軸承效應(yīng)，使粉煤灰的流動(dòng)性得到改善，本發(fā)明的外加劑還具有引氣作用，將本外加劑摻入粉煤灰漿體中，可引入很多小氣泡，氣泡存在改善和易性，同時(shí)，本外加劑中表面活性物質(zhì)對(duì)改善粉煤灰分散具有一定作用，因此，本外加劑的加入，可以降低水灰比并保證粉煤灰漿體具有相同的流動(dòng)性，減水率能達(dá)到15-20％。(2)耐久性能本發(fā)明的外加劑中高分子組分以微小的球體均勻分布在粉煤灰漿體中，阻礙粉煤灰與多余水分的接觸，保證粉煤灰吸水處于不飽和狀態(tài)，再加上上述的減水作用，從而改善抗凍性能。(3)增強(qiáng)作用本發(fā)明的外加劑具有激發(fā)粉煤灰潛在活性的作用，外加劑中堿性基團(tuán)使粉煤灰中玻璃體表面層的(SiO4〕4和〔AlO4〕4-四面體網(wǎng)絡(luò)破壞，聚合度降低，表面活性中心增強(qiáng)，水化反應(yīng)加快，從而使粉煤灰與Ca(OH)2反應(yīng)生成的CSH和CAH等膠凝物含量增加。另外，外加劑中高分子組分含有可與粉煤灰表面羥基相互作用的基團(tuán)，這在一定程度上起到粉煤灰偶聯(lián)增強(qiáng)作用，而且，這種增強(qiáng)作用對(duì)壓力特別敏感，壓力越大，這種增強(qiáng)作用越強(qiáng)。4.保水性本發(fā)明的外加劑摻入粉煤灰漿體中，可引入很多小氣泡，氣泡堵塞毛細(xì)通路，減少泌水性，這樣可采用較低的水灰比，減少干燥收縮，即使長(zhǎng)期不進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度增長(zhǎng)也很快。實(shí)施例配方1上述配方中調(diào)節(jié)丙烯酸正丁酯、2-乙基丙烯酸己酯和丙烯酸的組成，乳化劑十二烷基苯磺酸鈉可由十二烷基硫酸鈉代替，偏硅酸鈉可由二氧化硅氣溶膠取代，詳見配方2-7配方2-7上述的外加劑的制備方法是首先在燒瓶中加入水，表面活性劑，碳酸氫鈉，偏硅酸鈉或二氧化硅氣溶膠，機(jī)械攪拌溶解，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱至80℃，將上述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、2-乙基丙烯酸己酯和丙烯酸單體按配方比例混合后倒入加料漏斗中，均速滴加入到燒杯內(nèi)，同時(shí)均速滴加過硫酸鉀溶液，在1.5小時(shí)內(nèi)加料完畢，滴加結(jié)束后，在相同溫度下繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)，冷卻至室溫，用濃氨水調(diào)節(jié)PH值為8-9，可得穩(wěn)定的有機(jī)—無機(jī)納米雜化材料分散液。上述丙烯酸酯類單體在乳化劑影響下與二氧化硅乳化聚合，發(fā)生納米雜化反應(yīng)，有機(jī)物作用完成后消失，有機(jī)物和無機(jī)物合并為乳液狀態(tài)的有機(jī)—無機(jī)納米雜化材料，乳液的顆粒約為0.1-0.2μm。外加劑的制備方法中采用滴速加料，機(jī)械攪拌溶解，能將有機(jī)物的顆粒迅速打開，粒度細(xì)化，完成有機(jī)材料和無機(jī)材料的乳化聚合反應(yīng)，產(chǎn)生納米微粒乳液。這種有機(jī)—無機(jī)納米雜化乳液外加劑主要技術(shù)指標(biāo)如下1.乳白色均勻液體，略有藍(lán)光，存放期在6個(gè)月以上，2.PH值為8-9左右，3.高分子組分的球體直徑小于0.2μm，4.外加劑在堿性或弱酸性條件下穩(wěn)定，5.外加劑含固量為35-42％，(重量)6.外加劑粘度為300-350厘泊。本發(fā)明的外加劑的加入能明顯提高制品磚的性能，同時(shí)也加大制品磚的成本，因此，外加劑的加入量直接影響制品磚的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，外加劑的摻量在0.03％時(shí)，強(qiáng)度可達(dá)到10Mpa，上述外加劑在粉煤灰磚中的應(yīng)用，配比如下</tables>還有占上述配比總量14％的水，0.03％的外加劑。按上述配方和工藝生產(chǎn)的粉煤灰為混凝土磚各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到或超過《JC239-91》粉煤灰磚標(biāo)準(zhǔn)要求，具體指標(biāo)見下表從上述的檢驗(yàn)結(jié)果可見，粉煤灰微混凝土磚的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家粉煤灰磚的標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種粉煤灰制品外加劑，是一種有機(jī)材料丙烯酸酯共聚物和無機(jī)材料二氧化硅組成的乳液狀的有機(jī)—無機(jī)鈉米雜化材料，其重量配比為丙烯酸酯共聚物25-40％，偏硅酸鈉或二氧化硅氣溶膠2-10％，烷基苯磺酸鈉或烷基硫酸鈉0.5-5％，聚氧化乙烯烷基醚1-6％，去離子水55-70％，其中丙烯酸酯共聚物組分為甲基丙烯酸甲酯35-45％，2-乙基丙烯酸己酯0-55％，丙烯酸丁酯0-55％，丙烯酸2.5-5％。2.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰制品外加劑的制備方法是首先在燒瓶中加入水，表面活性劑，碳酸氫鈉，偏硅酸鈉或二氧化硅氣溶膠，機(jī)械攪拌溶解，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱至80℃，將上述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、2-乙基丙烯酸己酯和丙烯酸單體按比例混合后倒入加料漏斗中，均速滴加入到燒杯內(nèi)，同時(shí)均速滴加過硫酸鉀溶液，在1.5小時(shí)內(nèi)加料完畢，滴加結(jié)束后，在相同溫度下繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)，冷卻至室溫，用濃氨水調(diào)節(jié)PH值為8-9，可得穩(wěn)定的有機(jī)—無機(jī)納米雜化材料分散液。全文摘要一種粉煤灰制品外加劑及其制備方法,是一種有機(jī)材料丙烯酸酯共聚物和無機(jī)材料二氧化硅組成的乳液狀的有機(jī)—無機(jī)鈉米雜化材料,其重量配比為:丙烯酸酯共聚物25—40%,偏硅酸鈉或二氧化硅氣溶膠2—10%,烷基苯磺酸鈉或烷基硫酸鈉0.5—5%,聚氧化乙烯烷基醚1—6%,去離子水55—70%,其中:丙烯酸酯共聚物組分為甲基丙烯酸甲酯35—45%,2－乙基丙烯酸己酯0—55%,丙烯酸丁酯0—55%,丙烯酸2.5—5%,該外加劑與粉煤灰具有良好的親和性,能顯著改善粉煤灰制品的性能。文檔編號(hào)C04B22/06GK1263876SQ0011012公開日2000年8月23日申請(qǐng)日期2000年2月18日優(yōu)先權(quán)日2000年2月18日發(fā)明者唐濤,孫景寬申請(qǐng)人:唐濤,孫景寬