CN110078402A - 一种火山灰基粉体材料激发剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火山灰基粉体材料激发剂及其制备方法和应用，所述火山灰基粉体材料激发剂按照重量百分比计，包括：硅酸钠40～50％、金属碱30～40％、三萜皂苷8～12％和三异丙醇胺8～12％。本发明所述的一种火山灰基粉体材料激发剂能够用于提高火山灰基粉体材料代替普通硅酸盐水泥的代替率并保证混凝土的抗压强度，在干硬性混凝土中，可使火山灰基粉体材料全部取代水泥，在泵送混凝土中，火山灰基粉体材料取代水泥率为50‑70％，采用本发明，每立方干硬性混凝土可节约资金80～100元，每立方泵送混凝土可节约资金30～40元。

Description

一种火山灰基粉体材料激发剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化学材料领域，尤其涉及一种火山灰基粉体材料激发剂及其制备方法和应用。
背景技术
普通硅酸盐水泥广泛应用于建筑领域各个方面。为减少普通硅酸盐水泥生产中废物排放，降低成本，同时调节普通硅酸盐水泥的性能，在普通硅酸盐水泥中混入火山灰基粉体材料成为优选。在实际使用中，普通硅酸盐水泥中火山灰基粉体材料掺加量按质量百分比为20～50％。如何提高火山灰基粉体材料的代替率并保证混凝土的抗压强度成为实际应用中的关键问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种火山灰基粉体材料激发剂及其制备方法和应用，可提高火山灰基粉体材料在普通硅酸盐水泥中的代替率并保证混凝土的抗压强度，本发明可使火山灰基粉体材料代替普通硅酸盐水泥的代替率提高到60～100％。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种火山灰基粉体材料激发剂，按照重量百分比计，包括：硅酸钠40～50％、金属碱30～40％、三萜皂苷8～12％和三异丙醇胺8～12％。
优选地，包括：硅酸钠50％，粉体水溶性金属钾30％，三萜皂苷10％，三异丙醇胺10％。
优选地，所述硅酸钠为纯度≥99％的粉体水溶性硅酸钠，所述金属碱为纯度≥99％的粉体水溶性金属碱，所述三萜皂苷为纯度≥91％的粉体水溶性三萜皂苷，所述三异丙醇胺为纯度≥95％的液态三异丙醇胺。
更优选地，所述硅酸钠与所述金属碱的调整模数为1.2。其中，模数大于1.2时，硅含量过大，不容易溶解；模数小于1.2时，碱浓度加大，会影响混凝土后期强度。
优选地，所述金属碱为金属钾或金属钠。
本发明还提供了上述火山灰基粉体材料激发剂的制备方法，包括：
1)依次将硅酸钠、金属碱、三萜皂苷按所述重量百分比加入强制搅拌机内，搅拌10～15分钟；
2)雾化式加入三异丙醇胺，雾化期间匀速搅拌，雾化时间为25～30分钟，
雾化完成后即为成品。
更优选地，步骤1)和2)在15～30℃环境温度下进行。
本发明还提供了上述火山灰基粉体材料激发剂在以火山灰基粉体材料代替硅酸盐水泥制备混凝土中的应用。
优选地，所述火山灰基粉体材料激发剂的用量为火山灰基粉体材料的1～1.5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的一种火山灰基粉体材料激发剂可以提高火山灰基粉体材料代替普通硅酸盐水泥的代替率并保证混凝土的抗压强度。本发明所述的激发剂加入火山灰基粉体材料用量在1～1.5％区间时，在干硬性混凝土中，可使火山灰基粉体材料全部取代水泥，在泵送混凝土中，火山灰基粉体材料取代水泥率为50～70％；每立方干硬性混凝土可节约资金80～100元，每立方泵送混凝土可节约资金30～40元。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
本发明以GB8096(混凝土外加剂)规定所设计的基准配合比为试验载体，采用通用化工原料数十种，经过数百次试验，提供了一种火山灰基粉体材料激发剂，包括：硅酸钠、金属碱、三萜皂苷和三异丙醇胺；其中硅酸钠、金属碱可使火山灰粉体材料中的硅、铝成分溶解重组，形成网状聚合物强度板块；三异丙醇胺作为引发剂可加速溶解重组，并起到一定的催化作用；三萜皂苷是一种高性能表面活性剂，润滑材料表面，减少分子间的摩擦阻力，提高胶体的流动性能。
以下实施例中，火山灰基粉体材料、粉体水溶性硅酸钠、粉体水溶性金属碱、粉体水溶性三萜皂苷和液态三异丙醇胺均可从市面上购得。
为了更加接近实际生产和应用，本发明试验材料全部采用工业原料，均具有产品合格证，原料及成品检测仪器主要有：全自动荧光光谱仪，型号为：DF-1000，负压筛，型号为FSY-150D,电子秤，型号为：TCS-150,试样制备设备为HV-8型混料机，转速为30转/分。28天抗压强度试验机为DYE-200型全自动压力机，产品判定依据为：Q/XYGT-Jc01-2012(企标)，强度判定依据为：GB/T50081-2002(普通混凝土力学性能试验方法标准)。
以下实施例中，火山灰基粉体材料激发剂可通过以下方法制备：
1)依次将硅酸钠、金属碱、三萜皂苷按对应的重量百分比加入强制搅拌机(型号为：SYJW-4.0C)内，搅拌速度为33～38转/分，搅拌10～15分钟；
2)雾化式加入三异丙醇胺，雾化期间匀速搅拌(保持步骤1)中速度，即33～38转/分)，雾化时间为25～30分钟，雾化完成后即为成品。
混凝土制备按GB/T50081-2002制备，各种原材料满足相关规范要求，搅拌设备为：HJW-60强制式搅拌机，试块制备为100×100×100㎜，标准成型，标准养护。
对比例
基准配合比：
试验结果：28天抗压强度最大值39.0Mpa，中间值38.5Mpa，最小值37.2Mpa，平均值38.2Mpa。
实施例1
火山灰基粉体材料激发剂的配方为：
粉体水溶性硅酸钠50kg，粉体水溶性金属钾30kg，粉体水溶性三萜皂苷10kg，液态三异丙醇胺10kg。
A1-1组：火山灰粉体材料代替水泥用量100％，激发剂掺量为粉体材料的1％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值40.8Mpa，中间值37.1Mpa，最小值35.6Mpa，平均值37.8Mpa。
A1-2组：火山灰粉体材料代替水泥用量100％，激发剂掺量为粉体材料的1.5％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值45.7Mpa，中间值43.1Mpa，最小值40.8Mpa，平均值43.2Mpa。
A1-3组：火山灰粉体材料代替水泥用量100％，激发剂掺量为粉体材料的2％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值33Mpa，中间值30.9Mpa，最小值28.4Mpa，平均值30.8Mpa。
B1-1组：火山灰粉体材料代替水泥用量70％，激发剂掺量为粉体材料的0.5％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值38.8Mpa，中间值35.3Mpa，最小值31.7Mpa，平均值35.3Mpa。
B1-2组：火山灰粉体材料代替水泥用量70％，激发剂掺量为粉体材料的1％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值49.3Mpa，中间值48.4Mpa，最小值47.7Mpa，平均值48.5Mpa。
B1-3组：火山灰粉体材料代替水泥用量70％，激发剂掺量为粉体材料的1.5％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值47.3Mpa，中间值44.6Mpa，最小值43.7Mpa，平均值45.2Mpa。
实施例2
火山灰基粉体材料激发剂配方为：
粉体水溶性硅酸钠45kg，粉体水溶性金属钾35kg，粉体水溶性三萜皂苷12kg，液态三异丙醇胺8kg。
A2组：火山灰粉体材料代替水泥用量100％，激发剂掺量为粉体材料的1.5％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值37.6Mpa，中间值36.9Mpa，最小值36.2Mpa，平均值36.9Mpa。
B2组：火山灰粉体材料代替水泥用量70％，激发剂掺量为粉体材料的1％。
试验结果：28天抗压强度最大值43.9Mpa，中间值43.7Mpa，最小值43.0Mpa，平均值43.5Mpa。
实施例3
火山灰基粉体材料激发剂配方为：
粉体水溶性硅酸钠40kg，粉体水溶性金属钾40kg，粉体水溶性三萜皂苷8kg，液态三异丙醇胺12kg。
A3：火山灰粉体材料代替水泥用量100％，激发剂掺量为粉体材料的1.5％，基准配合比为：
试验结果：28天抗压强度最大值36.6Mpa，中间值35.1Mpa，最小值34.5Mpa，平均值35.4Mpa。
B3组：火山灰粉体材料代替水泥用量70％，激发剂掺量为粉体材料的1％。
试验结果：28天抗压强度最大值39.8Mpa，中间值38.0Mpa，最小值36.3Mpa，平均值38Mpa。
以上对比例与实施例的统计结果如下：
表1.不同试验例抗压强度统计表
由上表可知，实施例1中采用的火山灰基粉体材料激发剂配方为优选配方。

Claims (9)

1.一种火山灰基粉体材料激发剂，按照重量百分比计，包括：硅酸钠40～50％、金属碱30～40％、三萜皂苷8～12％和三异丙醇胺8～12％。
2.根据权利要求1所述的一种火山灰基粉体材料激发剂，其特征在于，包括：硅酸钠50％，粉体水溶性金属钾30％，三萜皂苷10％，三异丙醇胺10％。
3.根据权利要求1所述的一种火山灰基粉体材料激发剂，其特征在于，所述硅酸钠为纯度≥99％的粉体水溶性硅酸钠，所述金属碱为纯度≥99％的粉体水溶性金属碱，所述三萜皂苷为纯度≥91％的粉体水溶性三萜皂苷，所述三异丙醇胺为纯度≥95％的液态三异丙醇胺。
4.根据权利要求1所述的一种火山灰基粉体材料激发剂，其特征在于，所述硅酸钠与所述金属碱的调整模数为1.2。
5.根据权利要求1所述的一种火山灰基粉体材料激发剂，其特征在于，所述金属碱为金属钾或金属钠。
6.权利要求1～5任意一项所述的一种火山灰基粉体材料激发剂的制备方法，包括：
1)依次将硅酸钠、金属碱、三萜皂苷按所述重量百分比加入强制搅拌机内，搅拌10～15分钟；
2)雾化式加入三异丙醇胺，雾化期间匀速搅拌，雾化时间为25～30分钟，雾化完成后即为成品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和2)均在15～30℃环境温度下进行。
8.权利要求1～5任意一项所述的一种火山灰基粉体材料激发剂在以火山灰基粉体材料代替硅酸盐水泥制备混凝土中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述火山灰基粉体材料激发剂的用量为火山灰基粉体材料的1～1.5％。
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