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一种渣土砌块抗裂改性剂及其制备方法.pdf

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一种 渣土 砌块 改性 及其 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910027020

申请日:

20190111

公开号:

CN109534762A

公开日:

20190329

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效
IPC分类号: C04B28/10 主分类号: C04B28/10
申请人: 深鹏环保工程有限公司
发明人: 班良民
地址: 518116 广东省深圳市龙城街道花样年乐年广场13号楼B单元405-406
优先权:
专利代理机构: 44395 代理人: 李良
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910027020

授权公告号:

法律状态公告日:

20190423

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明公开一种渣土砌块抗裂改性剂及其制备方法,其中,按质量百分比计,所述渣土砌块抗裂改性剂包括:20~30%的轻烧氧化镁;12~20%的氧化钙?硫铝酸钙类熟料;30~42%的填料;9~15%的石英粉;以及5~10%的轻?#21697;邸?#26412;发明选择了轻烧氧化镁、氧化钙?硫铝酸钙类熟料、填料、石英粉、轻?#21697;?#20316;为渣土砌块抗裂改性剂的原料,并对各原料的配比进行了优化,从而得到了最终的配方,本发明所制备的渣土砌块抗裂改性剂,其对渣土砌块的抗裂性能有较大改善,?#39029;杀镜停?#21046;备工艺简单。

权利要求书

1.一种渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,按质量百分比计,包括: 20~30%的轻烧氧化镁; 12~20%的氧化钙-硫铝酸钙类熟料; 30~42%的填料; 9~15%的石英粉; 以及5~10%的轻?#21697;邸?2.根据权利要求1所述的渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,所述石英粉的目数为325~400目。 3.根据权利要求1所述的渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,所述轻?#21697;?#30340;目数为1000~1200目。 4.根据权利要求1所述的渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,所述填料为细粉料。 5.根据权利要求4所述的渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,所述细粉料的比表面积大于450m2/kg。 6.根据权利要求4所述的渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,所述细粉料的目数为200~400目。 7.根据权利要求1所述的渣土砌块抗裂改性剂,其特征在于,按质量百分比计,包括: 25%的轻烧氧化镁; 17%的氧化钙-硫铝酸钙类熟料; 38%的填料; 12%的石英粉; 以及8%的轻?#21697;邸?8.一种如权利要求1~7任一项所述的渣土砌块抗裂改性剂的制备方法,其特征在于,包括?#34903;瑁?将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物; 以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物; 再将第一混合物和第二混合物进行搅拌混合,得到渣土砌块抗裂改性剂。 9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,第一混合物和第二混合物的混合时间为5~10?#31181;印?10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行混合。

说明书


一种渣土砌块抗裂改性剂及其制备方法
技术领域


本发明涉及建筑材料领域,尤其涉及一种渣土砌块抗裂改性剂及其制备方法。


背景技术


渣土是建筑垃圾的一种。根据《城市建筑垃圾管理规定》中所称建筑垃圾,是指建
设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、管网等以及居民装饰装修房
屋过程中所产生的弃土、弃料及其它废弃物。渣土再生利用产品,市场需求量大,各级政府
颁发各种政令,鼓励和要求政府工程和商业开发工程使用再生建筑材料。


渣土再生利用产品,目前市场上主流品种有:再生骨料、再生建材两大类。其中:再
生骨料分为再生粗骨料和再生细骨料等。再生建材主要是再生砖系列,再生砖现在发展成
为近40个品种,广泛用于建筑,道路、桥梁的建设中,砌块就是利用混凝土、工业废料(炉渣,
粉煤?#19994;?或地方材料制成的人造块材,外形尺寸比砖大,具有设备简单,砌筑速度快的优
点,符合?#31169;?#31569;工业化发展中墙体改革的要求。


而现有技术中,渣土砌块的抗裂性能较差,不利于渣土砌块的推广应用。


因此,现有技术还有待于改进和发展。


发明内容


鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种渣土砌块抗裂改性剂及其
制备方法,旨在解决现有技术中渣土砌块抗裂性能有待改善的问题。


本发明的技术方案如下:


一种渣土砌块抗裂改性剂,其中,按质量百分比计,包括:


20~30%的轻烧氧化镁;


12~20%的氧化钙-硫铝酸钙类熟料;


30~42%的填料;


9~15%的石英粉;


以及5~10%的轻?#21697;邸?br>

所述的渣土砌块抗裂改性剂,其中,所述石英粉的目数为325~400目。


所述的渣土砌块抗裂改性剂,其中,所述轻?#21697;?#30340;目数为1000~1200目。


所述的渣土砌块抗裂改性剂,其中,所述填料为细粉料。


所述的渣土砌块抗裂改性剂,其中,所述细粉料的比表面积大于450m
2/kg。


所述的渣土砌块抗裂改性剂,其中,所述细粉料的目数为200~400目。


所述的渣土砌块抗裂改性剂,其中,按质量百分比计,包括:


25%的轻烧氧化镁;


17%的氧化钙-硫铝酸钙类熟料;


38%的填料;


12%的石英粉;


以及8%的轻?#21697;邸?br>

一种如上所述的渣土砌块抗裂改性剂的制备方法,其中,包括?#34903;瑁?br>

将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物进行搅拌混合,得到渣土砌块抗裂改性剂。


所述的制备方法,其中,第一混合物和第二混合物的混合时间为5~10?#31181;印?br>

所述的制备方法,其中,第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行混合。


有益效果:本发明选择了轻烧氧化镁、氧化钙-硫铝酸钙类熟料、填料、石英粉、轻
?#21697;?#20316;为渣土砌块抗裂改性剂的原料,并对各原料的配比进行了优化,从而得到了最终的
配方,本发明所制备的渣土砌块抗裂改性剂,其对渣土砌块的抗裂性能有较大改善,?#39029;?#26412;
低,制备工艺简单。


具体实施方式


本发明提供一种渣土砌块抗裂改性剂及其制备方法,为使本发明的目的、技术方
案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一?#36739;?#32454;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。


本发明所提供的一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:


20~30%的轻烧氧化镁;


12~20%的氧化钙-硫铝酸钙类熟料;


30~42%的填料;


9~15%的石英粉;


以及5~10%的轻?#21697;邸?br>

各原料的质量百分比之和为100%。


渣土砌块开裂的原因主要有:其一是水化过程中产生收缩失水干缩和温差冷缩,
其二是抗拉强度小、极限延伸率低。当收缩值超过砼极限延伸?#20445;?#30780;就会开裂造成渗漏。可
见“裂”是“渗”的重要原因,砼不裂就不渗,防渗的前提是防裂。


本发明中的渣土砌块抗裂改性剂加入到渣土砼中拌水后生成大量膨胀性结晶水
化物-水化硫铝酸钙,即?#21697;?#30707;,使砼产生?#35782;?#33192;胀,膨胀砼在?#32440;詈土?#20301;的约束下在结构
中建立的压应力,这一压应力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉压力或使其小于砼的拉
伸极限从而?#20048;?#30780;收缩开裂。


可见渣土砌块抗裂改性剂的加入,由于膨胀补偿收缩改变砼硬化过程中的应力应
变状态,所?#28304;?#26681;本上克服了砼的材料缺陷从而解决了砼材料的裂渗问题。


具体地,轻烧氧化镁是一种?#21830;?#28982;菱镁矿石、水镁石和由海水或卤水中提取的氢
氧化镁Mg(OH)
2,经700~1000℃温度下煅烧,使其分解排出CO
2或H
2O,即得到轻烧镁粉,也称
轻烧氧化镁、苛性氧化镁或轻烧镁,俗称苦土粉。轻烧镁粉质地疏松、化学活性大,既可以用
于制造镁水泥、菱镁建材制品、隔热保温材料等,?#36136;?#20108;步煅烧法生产优质镁砂的中间产
物。轻烧氧化镁熔点2852℃,?#26800;?600℃,溶于酸和铵盐,难溶于水和乙醇。煅烧温度400℃
时比表面积为180m
2/g。1300℃时比表面积仅为3m
2/g。在空气中易潮解,它属于气硬性的胶
结材料。


氧化钙-硫铝酸钙类熟料是以石灰石、矾土和化工无水石膏为原料,按CaO:Al
2O
3:
CaSO
4(克分子比)=4:1:3经胶烧,再磨?#19978;?#24230;为1500~2300cm
2/g比表面积的粉末。这种熟
料以C4A3S及C3S为主要矿物成分。一般拌制补偿收缩混凝土掺量(按膨胀剂/水泥+膨胀剂
重量%)7.0~11.0%。拌制自应力混凝土为13~17%。


填料泛指被填充于其他物体中的物料。填料又称填充剂,是指用以改善加工性能、
制品力学性能并(或)?#26723;?#25104;?#38236;?#22266;体物料。细粉料是颗粒细质量小的材料,一般为化学用
品或建装材料。


进一步,所述填料优选为细粉料。


所述细粉料是颗粒细质量小的材料,一般为化学用品或建装材料。?#24615;?#22312;粗颗粒
中的细粉料?#28304;?#39063;粒的运动有减小摩擦的作用,有利于物料的翻滚?#22303;?#21160;。同时细粉料的
存在还有利于制品表面的细化及减少制?#26041;?#38754;孔隙率,提高制?#20998;?#37327;。所述细粉料具体可
以是滑石粉等。


进一步,所述细粉料的比表面积大于450m
2/kg。较大的比表面积可以提高细粉料
与其他原料的接触面积,从而使细粉料能与其他原料充?#21482;?#21512;。更进一步,所述细粉料的目
数为200~400目,这样细粉料的颗粒大小均匀且适中,能够提高产品的稳定性。


所述石英粉又称硅微粉。石英粉是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,
其主要矿物成分是SiO
2,颜色为乳白色、或无色半透明状,硬度7,性脆无解理,贝壳状断口,
油脂光泽,密度为2.65,堆积密度(20-200目为1.5),其化学、热学和机械性能具有明显的异
向性,不溶于酸,微溶于KOH溶?#28023;?#29076;点1650℃。从矿山开采出的石英石经加工后,一般细度
超过120目的产品称为石英粉。进一步,所述石英粉的目数为325~400目,上述目数的石英
粉可以与其他原料充分接触和均匀混合。


所述轻?#21697;?#21448;称轻质碳酸钙,是将石灰石等原料段烧生成石灰(主要成分为氧化
钙)和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳
碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后经脱水、干燥后经石灰磨粉机粉碎而制得,或者先用碳酸
钠和氯化钙进行复分解?#20174;?#29983;成碳酸钙沉淀,然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻?#21697;?br>的?#20004;?#20307;积(2.4-2.8mL/g)比重?#21697;?#30340;?#20004;?#20307;积(1.1-1.4mL/g)大,所以称之为轻?#21697;邸?#36827;
一步,所述轻?#21697;?#30340;目数为1000~1200目,这样轻?#21697;?#30340;颗粒大小均匀且适中,能够提高产
品的稳定性。


进一步,按质量百分比计,所述渣土砌块抗裂改性剂包括:


25%的轻烧氧化镁;


17%的氧化钙-硫铝酸钙类熟料;


38%的填料;


12%的石英粉;


以及8%的轻?#21697;邸?br>

各原料的质量百分比之和为100%。


经试验证明,上述具体的配方,所制得的渣土砌块抗裂改性剂抗裂效果更好。


本发明?#22266;?#20379;一种如上所述的渣土砌块抗裂改性剂的制备方法,其包括?#34903;瑁?br>

将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物进行搅拌混合,得到渣土砌块抗裂改性剂。


本发明是将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#36827;行混合,以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟
料和填料进行混合;这样可以分别得到第一混合物和第二混合物。最后将这两个混合物进
行混合,从而得到渣土砌块抗裂改性剂。这样做的好处是可以将形状类似的原料先进行混
合,使原料混?#32454;?#22343;?#21462;?br>

进一步,第一混合物和第二混合物的混合时间为5~10?#31181;印?#28151;合时间过长,会导
致原料的性质发生改变,导致抗裂效果下降,而混合时间过短,则会导致原料混合不均匀,
各原料之间无法相互影响和相互促进,导致抗裂性能下降。


进一步,第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行混合。螺带式搅拌机的
叶片为螺带状,螺带的数量为两到三根,被安装在搅拌机中央的螺杆上,螺带式搅拌机的螺
距决定了螺带的外径。上述搅拌机,适合于所述渣土砌块抗裂改性剂中各原料的搅拌,?#21830;?br>高搅拌效果,?#26723;?#25605;拌成本。


进一步,第一混合物和第二混合物的搅拌转速为60~80rpm。搅拌转速过快,原料
的性质会发生改变,其搅拌得到的产品无法发挥原有性能,搅拌转速过慢,原料无法充?#21482;?br>匀,所以本发明优选的搅拌转速是40~120rpm。


以下实施例中,填料具体为细粉料,所述细粉料具体为滑石粉,所述细粉料的比表
面积大于450m
2/kg,所述细粉料的目数为300目,所述石英粉的目数为350目,所述轻?#21697;?#30340;
目数为1200目。


实施例1


一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:20%的轻烧氧化镁;20%的氧
化钙-硫铝酸钙类熟料;35%的填料;15%的石英粉;以及10%的轻?#21697;邸?br>

制备方法如下:


将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行搅拌混合,混合时间为5分
钟,搅拌转速为120rpm,得到渣土砌块抗裂改性剂。


实施例2


一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:30%的轻烧氧化镁;14%的氧
化钙-硫铝酸钙类熟料;42%的填料;9%的石英粉;以及5%的轻?#21697;邸?br>

制备方法如下:


将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行搅拌混合,混合时间为10分
钟,搅拌转速为40rpm,得到渣土砌块抗裂改性剂。


实施例3


一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:25%的轻烧氧化镁;17%的氧
化钙-硫铝酸钙类熟料;38%的填料;12%的石英粉;以及8%的轻?#21697;邸?br>

制备方法如下:


将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行搅拌混合,混合时间为8分
钟,搅拌转速为80rpm,得到渣土砌块抗裂改性剂。


实施例4


一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:24%的轻烧氧化镁;18%的氧
化钙-硫铝酸钙类熟料;38%的填料;12%的石英粉;以及8%的轻?#21697;邸?br>

制备方法如下:


将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行搅拌混合,混合时间为6分
钟,搅拌转速为90rpm,得到渣土砌块抗裂改性剂。


实施例5


一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:28%的轻烧氧化镁;18%的氧
化钙-硫铝酸钙类熟料;35%的填料;13%的石英粉;以及6%的轻?#21697;邸?br>

制备方法如下:


将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行搅拌混合,混合时间为7分
钟,搅拌转速为50rpm,得到渣土砌块抗裂改性剂。


实施例6


一种渣土砌块抗裂改性剂,按质量百分比计,包括:26%的轻烧氧化镁;19%的氧
化钙-硫铝酸钙类熟料;34%的填料;14%的石英粉;以及7%的轻?#21697;邸?br>

制备方法如下:


将轻烧氧化镁、石英粉和轻?#21697;?#39044;先混合得第一混合物;


以及将氧化钙-硫铝酸钙类熟料和填料预先混合得第二混合物;


再将第一混合物和第二混合物在螺带式搅拌机中进行搅拌混合,混合时间为9分
钟,搅拌转速为110rpm,得到渣土砌块抗裂改性剂。


然后将本发明各实施例得到的渣土砌块抗裂改性剂加入到渣土中,并制备渣土砌
块。空白表示不添加渣土砌块抗裂改性剂。


渣土砌块的抗裂性能测试:根据《混凝土质量控制标准》(GB50164-2011)进行。


渣土砌块的抗渗性能测试:根据《混凝土质量控制标准》(GB50164-2011)进行。


通过各实施例的渣土砌块抗裂改性剂,所制备的渣土砌块的抗渗性能如下表一所
示。


表一













电通量(C)




空白


4679




实施例1


3241




实施例2


3028




实施例3


1526




实施例4


2387




实施例5


1896




实施例6


2035






通过各实施例的渣土砌块抗裂改性剂,所制备的渣土砌块的抗裂性能如下表二所
示。


表二










其中电通量值越低,代表抗渗等?#23545;?#39640;,单位总开裂面积越小,抗裂性能?#33014;謾?#21487;
见,本发明的渣土砌块抗裂改性剂可以改善渣土砌块的防水性能,还可以减轻渣土砌块的
泌水性,提高渣土砌块后期强度,还可?#28304;?#36827;渣土砌块水化完全,结构更密实。


本发明实施例3,得到的渣土砌块抗裂改性剂对于渣土砌块的抗渗性、抗裂性的改
善效果优于其他实施例,并且明显高于空白组。


应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域?#32960;?#25216;术人员来说,可
以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换?#21152;?#23646;于本发明所附权利要求的保
护?#27573;А?br>

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