公开/公告号CN112408882B
专利类型发明专利
公开/公告日2022-07-05
原文格式PDF
申请/专利权人 山西凯迪建材有限公司;武汉理工大学;
申请/专利号CN202011340331.1
申请日2020-11-25
分类号C04B28/00(2006.01);C04B111/20(2006.01);C04B111/72(2006.01);
代理机构太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙) 14109;太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙) 14109;
代理人崔雪花;冷锦超
地址 044200 山西省运城市万荣县荣河化工园区(东环路1号)
入库时间 2022-08-23 13:58:16
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-07-05
授权
发明专利权授予
技术领域
本发明涉及地质聚合物技术领域,具体为一种抗氯离子侵蚀的地质聚合物路面修复材料制备方法。
背景技术
地聚合物材料具有早强快硬的特点,可用做快速修补材料,例如交通路面、机场跑道等的快速修补,同时也可用于救急建筑设施的快速修建,提高工程效率。地聚合物具有独特的“牢笼”结构——由铝氧四面体和硅氧四面体结构单元构成三维网状结构,可用于有毒金属及放射性核素的固封,解决当前水泥固封材料渗出率高稳定性低的问题,从而减少可能造成的安全隐患。地聚合物材料具有优良的抗腐蚀性能、力学性能、耐高温性能,可用于阻燃材料的制备生产。
地质聚合物具有优良的物理力学性能和耐久性,是一种环境效益和经济效益显著的新型低碳型胶凝材料,其推广研究应用,符合社会经济可持续发展战略,具有重要的意义。地质聚合物在常温下具有水化速率快、早期强度发展迅速、耐久性能好等特点,并且其液相中存在碱组分,液相冰点应远低于 0℃ ,使其在低温甚至负温条件下应该具有极佳的性能。
沿海土壤中的氯离子含量比较高,会对地质聚合物修复材料产生侵蚀,影响其耐久性。因而,增强此类修复材料的抗氯离子侵蚀性能具有重要的意义。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,针对使用地质聚合物修复材料产生氯离子的问题,提出一种抗氯离子侵蚀的地质聚合物路面修复材料制备方法。
为了达到上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:
一种抗氯离子侵蚀的地质聚合物路面修复材料制备方法,包括以下步骤:
a)将粉煤灰与3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷按照重量比为20-22:1混合后得到混合物,将混合物加入研磨介质进行研磨。
b)将研磨后的混合样品进行球磨,球磨转速为400-500 r/min,连续转动5-7h,得到改性后的粉煤灰。
c)按3.5-5:1的质量比称取矿粉和改性后的粉煤灰,加入水玻璃和水搅拌至混合均匀得到浆体。
d)将所述浆体倒入模具中,进行养护脱模后获得最终产品。
优选的,所述研磨介质为玛瑙球。
优选的,所述玛瑙球与混合物的体积比为4:1。
优选的,采用橡胶容器进行研磨。
优选的,所述水玻璃、水与改性后的粉煤灰的质量比为2-2.5:1:1。
优选的,所述的养护是在20±2°C 和 95±5%相对湿度下分别养护56天。
3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷通过球磨法均匀的分散在粉煤灰的表面,与粉煤灰发生反应,接枝到粉煤灰表面,粉煤灰表面分布了大量的氨基。氨基带一定的正电荷,在体系中可以通过电荷吸引从而阻止氯离子的渗透,使氨基有一定增进强度的作用。如图1所示。粉煤灰与矿粉按照一定比例混合,加入水玻璃使其碱激发并发生水化反应。本发明采用上述制备方法,涉及工艺均为常规实验条件,比较简单,所涉及试剂均为常规药品。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为:
本发明合成步骤简单、装置设备要求低、方法简单有效,制备的地质聚合物修复材料能够有效地阻止氯离子的迁移和侵蚀。首先用干磨法将 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷与粉煤灰进行充分的研磨,氨基均匀分散在粉煤灰的表面,将粉煤灰改性。将处理后的粉煤灰与矿粉按照一定比例混合,加入水玻璃使其碱激发并发生水化反应。测得28天抗压强度分别为73.1MPa。在氯离子浸泡实验中,改性粉煤灰可以阻止地质聚合物修复材料中氯离子的渗透。通过10%氯化钠溶液浸泡实验,10毫米深度的氯离子浓度为0.1%。明显降低了氯离子的迁移和侵蚀。
附图说明
图1是3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷阻止氯离子迁移示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,结合实施例和附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案,但保护范围不被此限制。
实施例1
第一步 将400 g
第二步 将混合了粉煤灰与 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷的混合样品放在球磨机上进行球磨,球磨机转速为400 r/min,连续转动5h,使 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷充分均匀的分散在粉煤灰的表面,得到改性粉煤灰。
第三步 按4:1的质量比称取80 g的矿粉和20 g的粉煤灰,称取水玻璃40克(模数2.2),水20g,加入粉体中,搅拌至混合均匀。
第四步 将上述浆体倒入模具中,在20±2°C 和 95±5%相对湿度下分别养护56天脱模后即获得最终产品。
第五步 将产品进行抗压强度测试,测得28天抗压强度分别为73.1MPa。通过10%氯化钠溶液浸泡实验,10毫米深度的氯离子浓度为0.1%。
实施例2
第一步 将400 g
第二步 将混合了粉煤灰与 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷的混合样品放在球磨机上进行球磨,球磨机转速为400 r/min,连续转动5 h,使 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷充分均匀的分散在粉煤灰的表面,得到改性粉煤灰。
第三步 按4:1的质量比称取80 g的矿粉和20 g的粉煤灰,称取水玻璃40克(模数2.2),水20g,加入粉体中,搅拌至混合均匀。
第四步 将上述浆体倒入模具中,在20±2°C 和 95±5%相对湿度下分别养护56天脱模后即获得最终产品。
第五步 将产品进行抗压强度测试,测得28天抗压强度分别为72.1MPa。通过10%氯化钠溶液浸泡实验,10毫米深度的氯离子浓度为1.0%。
实施例3
第一步 将400 g
第二步 将混合了粉煤灰与 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷的混合样品放在球磨机上进行球磨,球磨机转速为400 r/min,连续转动5 h,使 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷充分均匀的分散在粉煤灰的表面,得到改性粉煤灰。
第三步 按4:1的质量比称取80 g的矿粉和20 g的粉煤灰,称取水玻璃40克(模数2.2),水20g,加入粉体中,搅拌至混合均匀。
第四步 将上述浆体倒入模具中,在20±2°C 和 95±5%相对湿度下分别养护56天脱模后即获得最终产品。
第五步 将产品进行抗压强度测试,测得28天抗压强度分别为72.5MPa。通过10%氯化钠溶液浸泡实验,10毫米深度的氯离子浓度为0.4%。
实施例4
第一步 将400 g
第二步 将混合了粉煤灰与 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷的混合样品放在球磨机上进行球磨,球磨机转速为400 r/min,连续转动5 h,使 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷充分均匀的分散在粉煤灰的表面,得到改性粉煤灰。
第三步 按3:2的质量比称取60 g的矿粉和40 g的粉煤灰,称取水玻璃40克(模数2.2),水20g,加入粉体中,搅拌至混合均匀。
第四步 将上述浆体倒入模具中,在20±2°C 和 95±5%相对湿度下分别养护56天脱模后即获得最终产品。
第五步 将产品进行抗压强度测试,测得28天抗压强度分别为62.3MPa。通过10%氯化钠溶液浸泡实验,10毫米深度的氯离子浓度为0.1%。
实施例5
第一步 将400 g
第二步 将混合了粉煤灰与 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷的混合样品放在球磨机上进行球磨,球磨机转速为400 r/min,连续转动5 h,使 3-[2-(2-氨基乙胺基)乙胺基]丙基-三甲氧基硅烷充分均匀的分散在粉煤灰的表面,得到改性粉煤灰。
第三步 按2:3的质量比称取40 g的矿粉和60 g的粉煤灰,称取水玻璃40克(模数2.2),水20g,加入粉体中,搅拌至混合均匀。
第四步 将上述浆体倒入模具中,在20±2°C 和 95±5%相对湿度下分别养护56天脱模后即获得最终产品。
第五步 将产品进行抗压强度测试,测得28天抗压强度分别为52.2MPa。通过10%氯化钠溶液浸泡实验,10毫米深度的氯离子浓度为0.2%。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。