專(zhuān)利名稱(chēng)：一種粉煤灰表面改性方法并應(yīng)用于防水砂漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉煤灰表面改性方法并應(yīng)用于防水砂漿，特別是涉及作為 防水劑用于防水砂漿，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤電廠的排泄物，其主要化學(xué)成分為鋁硅酸鹽。在我國(guó)，火力 發(fā)電在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍然是電力工業(yè)發(fā)展的主流。由此，每年約由近億
噸粉煤灰排放。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的粉煤灰利用率己高達(dá)70%~80%。而我國(guó)目前 的利用率僅為30%左右。粉煤灰的綜合利用和開(kāi)發(fā)，從環(huán)保、節(jié)能和資源利用 等方面來(lái)看有十分重要的意義。
粉煤灰主要成分中含Si02和Al203，是屬于無(wú)定型的，在常溫有水存在的情 況下，能與堿金屬和堿土金屬發(fā)生"凝硬反應(yīng)"，所以粉煤灰可以作為一種優(yōu)良 的水泥摻和料使用。目前，用粉煤灰替代部分粘土作硅酸鹽水泥原料的技術(shù)已 經(jīng)比較成熟，用粉煤灰作水泥的混合材料生產(chǎn)粉煤灰硅酸鹽水泥、低比重油田 水泥、低水化熱大壩水泥、無(wú)熟料水泥等都取得了成功。
硅酸鹽水泥中摻入部分粉煤灰，不僅可以節(jié)約水泥用量，而且還具有一定 的防水功能。粉煤灰的防水功能是通過(guò)減少砂漿或混凝土硬化后因泌水性等引 起的空隙，固定水泥水化反應(yīng)生成的氫氧化鈣，增加砂漿、混凝土的密實(shí)性， 來(lái)起到防水作用。如果在普通砂漿中摻入部分高級(jí)脂肪酸，高級(jí)脂肪酸會(huì)與水 泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣結(jié)合，生成具有憎水性的高級(jí)脂肪酸鈣，在砂漿或混凝土 硬化后的內(nèi)部孔道表面形成具有斥水性的烷烴基團(tuán)，這種孔道有"反毛細(xì)現(xiàn)象"， 從而起到防水作用。
本發(fā)明的意義在于將粉煤灰和高級(jí)脂肪酸的防水作用結(jié)合起來(lái)，通過(guò)偶聯(lián) 劑和表面活性劑對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面改性處理，在粉煤灰顆粒表面接上疏水基團(tuán)。 并將經(jīng)過(guò)表面改性的粉煤灰應(yīng)用于防水砂漿中。相關(guān)技術(shù)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種粉煤灰的表面改性方法。粉煤灰在一定溫度下，加入表 面改性試劑進(jìn)行改性。經(jīng)過(guò)改性處理的粉煤灰用于防水砂漿。該防水砂漿吸水 率明顯降低、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度得到提高。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種粉煤灰的表面改性方法粉煤灰在一定溫度下， 加入表面改性劑的溶劑溶液，加熱攪拌改性一定時(shí)間后，得到表面改性處理的
粉煤灰；
所述表面改性劑選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸、 石蠟中的單一組分或混合組分，表面改性劑加入量為每百克粉煤灰加0.1g 1.0g;
所述改性時(shí)的溫度為9(TC 15(TC，改性時(shí)間0.5h 3.5h;表面改性劑的溶劑
選用乙醇、溶劑汽油或石油醚。
用所述方法經(jīng)表面改性處理的粉煤灰的應(yīng)用，其作為防水劑用于防水砂漿
中在普通砂漿中加入一定量的粉煤灰防水劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍谱魃皹噳K;
所述普通砂漿由200g 350 g水泥、650g 800g砂、0.3g 0.7g羥丙基纖維素 醚和140mL 170mL水組成，改性的粉煤灰加入量為10g 50g，即改性的粉煤灰 加入量為水泥和砂總重量的1%~5%。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的意義在于將粉煤灰和高級(jí)脂肪酸的防水作用 結(jié)合起來(lái)，通過(guò)偶聯(lián)劑和表面活性劑對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面改性處理，在粉煤灰顆 粒表面接上疏水基團(tuán)。并將經(jīng)過(guò)表面改性的粉煤灰應(yīng)用于防水砂漿中，不僅減 少水泥用量，而且砂槳的防水性能明顯改善，砂漿的強(qiáng)度得到提高。其質(zhì)量吸 水率比未加粉煤灰防水劑的試塊下降40%~60%，而抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度均有所 提高。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，具體說(shuō)明本發(fā)明內(nèi)容。 實(shí)施例1
稱(chēng)經(jīng)過(guò)烘干的粉煤灰100g于容器中，油浴加熱至120°C ，加入0.4g硬脂酸， 恒溫?cái)嚢?h后，再加入0.5g石蠟，恒溫?cái)嚢?0分鐘以后，倒出粉煤灰。得到 表面改性的粉煤灰。按以下配方配制砂漿水泥220g、砂780g、羥丙基纖維素 醚0.6g、水140mL充分?jǐn)嚢杈鶆?。加?0g改性的粉煤灰繼續(xù)攪拌均勻得到防 水砂漿。該防水砂漿的質(zhì)量吸水率由未加粉煤灰的6.5%下降到為3.1%，抗折強(qiáng) 度由4.21MPa提高到4.53MPa，抗壓強(qiáng)度由12.85MPa提高到13.57MPa。
實(shí)施例2
稱(chēng)經(jīng)過(guò)烘干的粉煤灰100g于容器中，油浴加熱至9(TC，加入5mL硅垸偶 聯(lián)劑的乙醇溶液(其中含硅烷偶聯(lián)劑0.2 g)，恒溫?cái)嚢鑜h后得到表面改性的粉 煤灰。按以下配方配制砂漿水泥250 g、砂750g、羥丙基纖維素醚0.6g、水 150mL充分?jǐn)嚢杈鶆?。加?0g改性的粉煤灰繼續(xù)攪拌均勻得到防水砂漿。該 防水砂漿的質(zhì)量吸水率由未加粉煤灰的6.3%下降到為3.7%,抗折強(qiáng)度由 4.82MPa提高到5.26MPa，抗壓強(qiáng)度由16.65MPa提高到17.85MPa。
實(shí)施例3
稱(chēng)經(jīng)過(guò)烘干的粉煤灰100g于容器中，油浴加熱至150°C，加入5mL鈦酸酯 偶聯(lián)劑的溶劑汽油溶液(其中含鈦酸酯偶聯(lián)劑0.3 g)，恒溫?cái)嚢?h后，再加入 0.7g石蠟，恒溫?cái)嚢?0分鐘以后，得到表面改性的粉煤灰。按以下配方配制砂 漿水泥300 g、砂700g、羥丙基纖維素醚0.4g、水165mL充分?jǐn)嚢杈鶆?。?入50g改性的粉煤灰繼續(xù)攪拌均勻得到防水砂漿。該防水砂漿的質(zhì)量吸水率由 未加粉煤灰的6.0%下降到為2.7%，抗折強(qiáng)度由5.64MPa提高到6.17MPa，抗壓 強(qiáng)度由22.35MPa提高到24.03MPa。
實(shí)施例4
稱(chēng)經(jīng)過(guò)烘干的粉煤灰100g于容器中，油浴加熱至90。C，加入5mL鋁酸酯 偶聯(lián)劑的石油醚溶液(其中含鋁酸酯偶聯(lián)劑0.4 g)，恒溫?cái)嚢?h后，得到表面 改性的粉煤灰。按以下配方配制砂漿水泥200g、砂800g、羥丙基纖維素醚0.4g、 水150mL充分?jǐn)嚢杈鶆?。加?0g改性的粉煤灰繼續(xù)攪拌均勻得到防水砂漿。 該防水砂漿的質(zhì)量吸水率由未加粉煤灰的6.7%下降到為3.3%，抗折強(qiáng)度由 2.90MPa提高到3.21MPa，抗壓強(qiáng)度由8.97MPa提高到10.43MPa。
實(shí)施例5
稱(chēng)經(jīng)過(guò)烘干的粉煤灰100g于容器中，油浴加熱至12(TC，加入0.2g硬脂酸 和5mL硅烷偶聯(lián)劑的溶劑汽油溶液(其中含硅烷偶聯(lián)劑0.1 g)，恒溫?cái)嚢?h后， 得到表面改性的粉煤灰。按以下配方配制砂漿水泥350g、砂650g、羥丙基纖 維素醚0.6g、水170mL充分?jǐn)嚢杈鶆?。加?0g改性的粉煤灰繼續(xù)攪拌均勻得 到防水砂漿。該防水砂漿的質(zhì)量吸水率由未加粉煤灰的5.9%下降到為2.5%，抗 折強(qiáng)度由6.36MPa提高到6.84MPa，抗壓強(qiáng)度由21.28MPa提高到22.47MPa。
權(quán)利要求
1、一種粉煤灰的表面改性方法，其特征在于粉煤灰在一定溫度下，加入表面改性劑的溶劑溶液，加熱攪拌改性一定時(shí)間后，得到表面改性處理的粉煤灰；所述表面改性劑選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸、石蠟中的單一組分或混合組分，表面改性劑加入量為每百克粉煤灰加0.1g～1.0g；所述改性時(shí)的溫度為90℃～150℃，改性時(shí)間0.5h～3.5h；表面改性劑的溶劑選用乙醇、溶劑汽油或石油醚。
2、 用權(quán)利要求l所述方法經(jīng)表面改性處理的粉煤灰的應(yīng)用，其特征是作為防水劑用于防水砂漿中在普通砂漿中加入一定量的粉煤灰防水劑，充分?jǐn)嚢?均勻，制作砂漿試塊；所述普通砂漿由200g~350 g水泥、650g 800g砂、0.3g 0.7g羥丙基纖維素 醚和140mL 170mL水組成，改性的粉煤灰加入量為10g 50g，即改性的粉煤灰 加入量為水泥和砂總重量的1% 5%。
全文摘要
一種粉煤灰表面改性方法并應(yīng)用于防水砂漿，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所用改性劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸、石蠟的單一組分或混合組分，加入量為每百克粉煤灰加0.1g～1.0g。本發(fā)明將粉煤灰和高級(jí)脂肪酸的防水作用結(jié)合起來(lái)，通過(guò)該表面改性方法在粉煤灰表面接上疏水基團(tuán)。經(jīng)過(guò)改性的粉煤灰作為防水劑用于防水砂漿，在普通砂漿中加入1％～5％的改性粉煤灰，不僅減少水泥用量，而且砂漿的防水性能明顯改善，砂漿的強(qiáng)度得到提高，其質(zhì)量吸水率比未加粉煤灰防水劑的試塊下降40％～60％，而抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度均有所提高。
文檔編號(hào)C04B18/08GK101386485SQ20081015576
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者倪忠斌, 劉士榮, 張建榮, 毛明富, 陳明清, 雁 龔 申請(qǐng)人:江南大學(xué)