[发明专利]一种增韧改性型石膏基胶凝材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种增韧改性型石膏基胶凝材料的制备方法，属于胶凝材料技术领域。本发明技术方案采用海泡石和高炉干渣都是硅酸盐聚合物，都有四面体SiO₂网状结构和相近的化学组成,相互混熔可形成新网状结构的硅酸盐功能材料，通过形成材料表面包覆凝胶并使其在制备胶凝材料过程中吸水溶胀并有效固化，提高硅酸盐功能材料在石膏胶凝材料内部的填充和相容性能，有效在其内部形成交联的网状结构，提高材料的韧性和强度。

技术领域

本发明涉及一种增韧改性型石膏基胶凝材料的制备方法，属于胶凝材料技术领域。

背景技术

三大胶凝材料包括水泥、石膏和石灰。石膏作为其中之一，与其它两种相比，因其自身具有一系列特殊性能，其发展和应用也越来越吸引人们的关注。①凝结硬化快。建筑石膏与水拌合后，通常5min中就能达到初凝，30min中内达到终凝。应用时可以根据需要选择合适的缓凝剂或者促凝剂，通过改变半水石膏的溶解度和溶解速度来达到调节凝结时间的目的。②硬化时体积膨胀。建筑石膏在凝结硬化过程中，会出现略微的体积膨胀，不会像水泥基材料那样因为收缩的原因而出现裂缝问题。也正是因为这种制备中特有的微膨胀现象，才使得石膏制品表面光滑，制得的制品尺寸稳定且精确性高。③拌合时所需用水量大，硬化后孔隙率大，强度较低。建筑石膏晶体颗粒细小，相对的比表面积很大，所以所需的拌合水较多。它的水化中理论需水量为石膏质量的18.6%，但为了满足施工上的可操作性，实际上的拌合用水量高达石膏质量的60%~80%，也正因如此，多余的水分在凝结硬化过程中逐渐蒸发，给石膏结构中留下很多的毛细孔道，使其空隙率达到50%~60%，与此同时，使得凝结硬化后的石膏制品强度较低。④具有一定的防火性能。这是因为石膏水化硬化后的产物为CaSO₄·2H₂O晶体，它在遇到火焰高温时，结晶水会蒸发，起到吸收热量境地温度的作用。再者受热后最终会生成耐火绝热性能优异的无水硫酸钙晶体，附着在表面，达到阻止火焰继续蔓延和温度再升高的效果。⑤具有一定的调温、调湿作用。石膏制品自身较大的空隙率，使得它作为一种多孔材料处在自然环境中，能够随着环境湿度的变化，不断的吸湿、解潮，改善环境湿度。⑥生产能耗低。研究数据表明，生产水泥的能耗在115Kg（标准煤耗）/t熟料，石灰的能耗在120~150Kg/t，而石膏的标准煤耗只有45~70Kg/t。

目前，我国石膏的消费结构还很不均衡，数据表明，我国的天然石膏资源的应用占据一大部分，工业副产物废石膏的应用很少。且85%的石膏用于水泥行业，仅有不足的5%被用作建筑领域。究其原因，主要是因为石膏胶凝材料虽然具有很多优点，但是最致命的缺点是现有的石膏胶凝材料力学性能尤其是韧性较差，所以对其进行充分改性，以提高石膏基胶凝材料的力学性能尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有石膏基胶凝材料力学性能尤其是韧性强度较差的问题，提供了一种增韧改性型石膏基胶凝材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、6～8份氢氧化钠和10～15份海泡石置于烧杯中，搅拌混合并置于研钵中研磨分散，过筛得过筛浆液并置于压制成型；

（2）将压制成型物料水热处理，静置冷却至室温，干燥得改性干燥物料，按质量比1:1，将改性干燥物料与高炉矿渣混合并破碎，收集破碎物并球磨过筛，得球磨粉末并置于氧化锆坩埚中，将坩埚置于高温电阻炉中，升温加热，保温熔融并拉制成丝，收集得改性无机纤维；

（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份丙烯酸、6～8份N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.1～0.5份过硫酸钾置于三口烧瓶中，保温反应，得改性液并按质量比1:8，将粉煤灰添加至改性液中，超声分散得分散凝胶液；

（4）按质量比1:8，将改性无机纤维添加至分散凝胶液中，静置后过滤并收集滤饼并自然固化20～24h，得包覆改性纤维；