一种提高有机料与水泥凝结强度的方法及其制备得到的水泥

技术领域

本发明属于水泥制备技术领域，具体涉及一种提高有机料与水泥凝结强度的方法及其制备得到的水泥。

背景技术

水泥是一种广泛应用的建筑材料，最早被英国工程师所发现。而随着国民经济的发展，中国的建筑领域呈现蓬勃发展之势，相应的建筑材料快速发展，但是在将其应用于建筑工程时，还是会有许许多多的问题存在。比如：普通水泥不能承受水的冲刷，不容易凝结，水泥与有机料的结合度不高，导致制备得到的水泥凝结后存在强度不足等问题，不仅使建筑成本增加，而且需要较长的施工时间。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种提高有机料与水泥凝结强度的方法及其制备得到的水泥，可有效解决现有方法制备得到的水泥产品凝结强度不足的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高有机料与水泥凝结强度的方法，包括以下步骤：

(1)将水泥与水混合，制成水泥泥浆备用；

(2)将无机填料研磨粉碎后，与丙烯酸盐混合均匀，形成复合填料；丙烯酸盐的用量为无机填料重量的10～20％；

(3)将步骤(1)中的水泥泥浆、步骤(2)中的复合填料以及改性沸石咪唑酯骨架-8混合，搅拌混合均匀即可。

进一步地，无机填料包括矿渣、粉煤灰、硅灰中的至少一种。

进一步地，丙烯酸盐为丙烯酸镁、丙烯酸钙或丙烯酸钠。

进一步地，无机填料包括重量比为1～2:0.5～1的矿渣和粉煤灰。

进一步地，无机填料粉碎后的粒径为60～80μm。

进一步地，复合填料的用量为水泥泥浆重量的1.5～5％。

进一步地，复合填料的用量为水泥泥浆重量的1.8％。

进一步地，改性沸石咪唑酯骨架-8的用量为水泥泥浆重量的0.01～0.5％。

进一步地，改性沸石咪唑酯骨架-8的用量为水泥泥浆重量的0.25％。

进一步地，改性沸石咪唑酯骨架-8由醇胺类化合物改性得到。

进一步地，醇胺类化合物为三乙醇胺，具体改性过程为：

将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌反应4～6h后，以10000～14000r/min的速度离心10～15min，收集并洗涤固相产物，再干燥即可。

进一步地，水泥为常用的硅酸盐水泥、RPC混凝土等。

上述方法制备得到的水泥。

本发明的有益效果：

1、沸石咪唑酯骨架-8和复合填料一同可作用超细填充材料，填充至水泥泥浆基体中，并能起到晶核作用，使得制备得到的水泥基体具有优异的抗压、抗折等机械性能。

2、本申请在制备过程中，采用醇胺类成分对沸石咪唑酯骨架-8进行了改性处理，由于醇胺上带有具有吸附性能的羟基，以及具有电负性能够产生静电斥力的胺基。因此，在采用醇胺，特别是三乙醇胺对其进行改性后，一方面能够增强其分散性，降低出现团聚的可能性，另一方面也能够增强水泥基体、复合填料之间的结合性能，提升制备得到的产品的致密性，从而改善制得的水泥的耐久性、凝结强度、力学结构性能等。

3、无机填料使用时粉碎为了粒径细小的颗粒，颗粒粒径越小，其比表面积越大，那么不论是与水泥基体还是丙烯酸盐或是改性沸石咪唑酯骨架-8的接触面积均会大大增加。但其粒径也并非越小越好，粒径的大小也会在一定程度上影响水泥的水化程度，因此，将其粒径限定在60～80μm为最佳选择。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

一种提高有机料与水泥凝结强度的方法，包括以下步骤：

(1)将水泥与水混合，制成水泥泥浆备用；

(2)将无机填料研磨粉碎至粒径为60μm后，与丙烯酸钙混合均匀，形成复合填料；丙烯酸钙的用量为无机填料重量的15％；无机填料为矿渣；

(3)将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌反应4h后，以10000r/min的速度离心15min，收集并洗涤固相产物，再于60℃干燥，即可制备得到改性沸石咪唑酯骨架-8；

(4)将步骤(1)中的水泥泥浆、步骤(2)中的复合填料以及改性沸石咪唑酯骨架-8混合，搅拌混合均匀即；其中，复合填料的用量为水泥泥浆重量的1.8％；改性沸石咪唑酯骨架-8的用量为水泥泥浆重量的0.25％。并且，在制备过程中根据实际水泥稠度调整加水量。

实施例2

一种提高有机料与水泥凝结强度的方法，包括以下步骤：

(1)将水泥与水混合，制成水泥泥浆备用；

(2)将无机填料研磨粉碎至粒径为70μm后，与丙烯酸镁混合均匀，形成复合填料；丙烯酸盐的用量为无机填料重量的10％；无机填料为粉煤灰；

(3)将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌反应6h后，以14000r/min的速度离心10min，收集并洗涤固相产物，再于60℃干燥，即可制备得到改性沸石咪唑酯骨架-8；

(4)将步骤(1)中的水泥泥浆、步骤(2)中的复合填料以及改性沸石咪唑酯骨架-8混合，搅拌混合均匀即；其中，复合填料的用量为水泥泥浆重量的1.5％；改性沸石咪唑酯骨架-8的用量为水泥泥浆重量的0.1％。并且，在制备过程中根据实际水泥稠度调整加水量。

实施例3

一种提高有机料与水泥凝结强度的方法，包括以下步骤：

(1)将水泥与水混合，制成水泥泥浆备用；

(2)将无机填料研磨粉碎至粒径为80μm后，与丙烯酸镁混合均匀，形成复合填料；丙烯酸盐的用量为无机填料重量的20％；无机填料为矿渣；

(3)将2-甲基咪唑加入至乙酸锌溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌反应～6h后，以12000r/min的速度离心10min，收集并洗涤固相产物，再于60℃干燥，即可制备得到改性沸石咪唑酯骨架-8；

(4)将步骤(1)中的水泥泥浆、步骤(2)中的复合填料以及改性沸石咪唑酯骨架-8混合，搅拌混合均匀即；其中，复合填料的用量为水泥泥浆重量的2.6％；改性沸石咪唑酯骨架-8的用量为水泥泥浆重量的0.35％。并且，在制备过程中根据实际水泥稠度调整加水量。

对比例1

与实施例1相比，采用常规缓凝剂和无机掺料替换本申请中使用的改性沸石咪唑酯骨架-8，以提升水泥致密性和凝结强度，其余过程与本申请技术方案保持一致。

对比例2

与实施例1相比，沸石咪唑酯骨架-8未进行改性处理，其余过程与实施例1保持一致。

实验例

1、分别根据实施例1～3和对比例1～2记载的方法制备混凝土，然后在相同的条件下进行常规养护，分别检测其凝结时间和7天、28天的强度性能，结果见表1。

表1混凝土性能

根据表1数据可知，采用本申请实施例1～3所记载的方法制备得到的混凝土的力学性能明显优于对比例1和对比例2。通过实施例1与对比例1的比较可知，本申请制备得到的产品的凝结强度更高。对比例1中添加的缓凝剂也具有改善水泥后期强度的作用，而使用的无机填料则是能够进一步的配合提升水泥的致密性等性能，从而改善水泥强度，但其制备得到的水泥强度仍然低于本申请技术方案，可能在于本申请技术方案能够使水泥基体、无机填料、有机物丙烯酸盐更好的结合在一起，从而使得制备得到的产品具有优异的力学性能。

而通过实施例1和对比例2的比较，以及对比例1和对比例2的比较可知可知，使用未经改性处理的沸石咪唑酯骨架-8制备水泥，制备得到的水泥的性能远不如本申请技术方案和对比例1。

2、将实施例1～3和对比例1和2制得的养护28d以后的混凝土试件置于浓度为5％的盐酸溶液中浸泡，并测定试件浸泡不同时间后的抗压强度和抗拉强度变化，其结果见表2。

表2混凝土耐腐性能

由表2的数据可知，本申请制备得到混凝土由于各组分结合强度高，致密性好，因此，其也同样具有优异的耐腐蚀性能，对比例1虽然各组分之间的结合性与本申请技术方案存在差异，但其添加的缓凝剂和无机填料在一定程度能够增强材料的性能，使其也具有一定的耐腐蚀性能。但对比例2由于只是使用的未经改性处理的沸石咪唑酯骨架-8，其耐腐蚀性则就远不及本申请和对比例1的技术方案。

综上，由表1和表2的检测数据可知，本申请制备得到的水泥不仅在前期具有很好的强度，同时也具有很好的耐腐蚀性能。