[发明专利]一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法。

背景技术

在现有的加气混凝土产品中，水泥-石灰-粉煤灰加气混凝土因其具有材料来源广泛、产品质量较好，实现了粉煤灰的综合利用，占据较大的市场份额。近年来随着环境治理的多项措施出台，火力发电企业逐渐减少，粉煤灰的产量降低，导致粉煤灰价格上涨，此外由于粉煤灰分散性较强，导致坯体易塌模，成品脆性大，在运输以及使用过程中容易出现空鼓、破损、开裂等问题，为了改善这一现象，通常需要增加蒸压加气混凝土的韧性，本发明的混凝土增韧用复合增韧材料，将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合，通过多步骤表面共价反应，形成了一种独特的复合体系，制备出的复合材料能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，是一种高性能混凝土增强增韧复合材料，赋予混凝土良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能混凝土增韧材料，制备的复合增韧蒸压加气混凝土具有很好的强度与韧性，可以广泛的应用于房屋建筑领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合增韧蒸压加气混凝土及其制备方法，本发明采用一种可用于混凝土增韧的复合材料，它是原始埃洛石纳米管经活化处理的基础上，与亚硫酰氯反应，将埃洛石纳米管的表面羧基转化为酰氯官能团后，与双官能团有机化合物反应，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石纳米管，最后与甲基纤维素通过亲核取代反应而制备得到。该复合材料中，埃洛石纳米管与甲基纤维素的质量含量比约为1:0.1-0.5，可使所得混凝土具有良好的韧性、抗疲劳性、各向同性、抗冲击，抗震与抗裂性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合增韧蒸压加气混凝土，其所用原料按重量份计包括：

煅烧赤泥粉15-20份、粉煤灰24-32份、生石膏5-10份、生石灰12-18份、微细二氧化硅气凝胶0.3-0.5份,复合增韧材料2-3份、水泥20-30份、减水剂1-2份、聚丙烯酸酯1-2份,Tris-HCl缓冲溶液2-5份，水10-18份。

所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18-24%。

A复合增韧材料的制备方法，它包括以下步骤：

（1）将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中，在40-55 ℃下搅拌6-15 h后，在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于70-80 ℃下超声10-16 h，然后以4000-5000 rpm的转速离心30-40 min，分离固体并经有机溶剂Q洗净后，再在25-35℃下真空干燥30-50 h；

（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石纳米管、双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合，在50-60 ℃下搅拌5-15 h后，在氮气保护下、在20 kHz、150 KW的超声波清洗机中于70-85 ℃下超声反应6-10 h后，减压蒸除三乙胺和有机溶剂P，再经混合溶剂R洗净后，在10-20℃下真空干燥24-48 h；

（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24 h，在40 kHz、200 KW的超声波清洗机中于0-10 ℃下超声3-8 h后，再在0-10 ℃下反应24-72 h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-56 h；

（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后，加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中，在10-20℃下搅拌5-10 h，再在40 kHz、300 KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5 h，在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应36-56 h后，再升温至80-95℃恒温反应24-48h，减压蒸除溶剂，用水洗净后，在40℃下真空干燥24-48 h后得到复合增韧材料产品。

上述步骤（1）中经活化处理的埃洛石纳米管为6-30 kg，亚硫酰氯为10-60 kg；有机溶剂P为50-230 L。

上述步骤（1）中的有机溶剂P为甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种。

上述步骤（1）中的有机溶剂Q为无水丙酮或四氯化碳中的一种。

上述步骤（2）中的埃洛石纳米管为5-30 kg；双官能团有机化合物为1-8 kg；三乙胺为1-6 L；有机溶剂P为50-220 L。

上述步骤（2）中的双官能团有机化合物为1,3-丙二胺、乙二胺和l,6-己二胺中的一种。