[发明专利]一种矿物掺合料的超疏水改性方法

说明书

本发明公开了一种矿物掺合料的超疏水改性方法，首先将粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、石灰石粉等矿物掺合料进行破碎，得到粒度100~20000目的粉体材料；将粉体材料加入乙醇中超声分散处理，再依次滴加水和偶联剂并搅拌均匀；最后加入环乙烷‑正丁醇的混合液后，再滴加适量的硅油改性剂，充分搅拌均匀后干燥处理，并粉磨至一定细度即可。本发明改性方法简单、易操作，所用的原料中的粉煤灰、粒化高炉矿渣粉及石灰石粉是当前我国排放量较大的几种工业废渣，本发明实现了对这些废渣高层次的综合利用，提高了附加值，变废为宝，在消除对环境污染的同时实现了资源的再生。

技术领域

本发明涉及建筑材料，尤其是涉及一种矿物掺合料的超疏水改性方法。

背景技术

矿物掺合料是指以硅、铝、钙等氧化物为主要成分、具有一定细度的天然或人造的矿物质粉体材料，也称辅助胶凝材料，加入在混凝土拌合物中可有效改善混凝土的性能，是现代混凝土的重要组成部分。矿物掺合料的添加量通常占胶凝材料质量的10%~60%。可用的矿物掺合料有粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、石灰石粉、沸石岩粉、偏高岭土粉以及其他人造矿物质粉体等。在混凝土中使用掺合料可降低混凝土的成本，提高混凝土的性能，同时还能消耗大量工业废料，是非常好的低碳环保措施。

当今世界，混凝土工程的耐久性正成为工程领域研究的热点和难以克服的难点。混凝土的耐久性与混凝土的传质能力息息相关，混凝土的碳化、钢筋锈蚀以及碱-骨料反应都是因为有水及腐蚀性物质的渗入而对混凝土产生的破坏作用，混凝土的腐蚀大多是在水及有害离子侵入的条件下发生的，腐蚀破坏过程与水密切相关，因此混凝土的抗水渗透性能被认为是评价混凝土耐久性能的最重要的指标之一。国际混凝土界的泰斗P.K.Metha教授在其著作《混凝土微观结构、性能和材料》中指出，水既是许多天然材料的组分，又是使它们遭到破坏的介质，也是大多数混凝土耐久性问题的核心。

混凝土是一种亲水性材料，尽管硬化后的混凝土具有很高的强度和致密性，但在混凝土结构设计50年甚至100年的使用时间内，普通混凝土结构相对于水并不是致密的，而是可渗透的。研究结果表明，水胶比为0.5~0.7的混凝土在水化反应后其孔隙率大约在16%左右。存在微裂缝和多孔的混凝土受冷热循环、干湿循环的侵蚀作用和荷载作用，其微裂缝和孔隙会连通起来，侵蚀性物质如O₂、CO₂、Cl^- 等随着水分侵入混凝土内部，导致碱骨料反应、硫酸盐侵蚀、钢筋锈蚀等，最终导致混凝土开裂、剥落直至破坏。所以提高混凝土的抗渗性能，对实现混凝土结构的耐久性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种矿物掺合料的超疏水改性方法，经过改性的矿物掺合料加入在混凝土拌合物中，可有效改善混凝土的疏水性能，大大提高混凝土结构的耐久性。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的矿物掺合料的超疏水改性方法为：首先将矿物掺合料进行破碎（采用球磨、砂磨或气流磨等现有公知破碎技术），得到粒度100~20000目（优选200~2000目）的粉体材料；将粉体材料加入乙醇中超声分散处理，再依次滴加水和偶联剂并搅拌均匀；最后加入环乙烷-正丁醇的混合液后，再滴加适量的硅油改性剂，充分搅拌均匀后干燥处理，并粉磨至一定细度即可。

所述矿物掺合料为粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、云母粉、沸石粉、偏高岭土粉及石灰石粉中的一种或任意几种的混合料。

为保证原料质量，本发明所用的粉煤灰为市售F类I级或II级灰；所用粒化高炉矿渣粉为市售S95级矿渣粉；所用云母粉为市售金云母粉或白云母粉；所用沸石粉为市售天然斜发沸石或丝光沸石粉；所用偏高岭土粉为市售高岭土经750℃~800℃煅烧处理后粉碎得到；所用石灰石粉为石灰岩破碎加工过程中产生的粒径小于0.08mm的粉体。