專利名稱：鋰基膨潤土作為水泥制品添加劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰基膨潤土作為水泥制品添加劑的方法，以及在建筑材料水泥制品方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)中，包括樓房、橋梁、道路、堤壩等，使用了品種繁多的建筑材料，其中無機(jī)膠凝材料一直是其中最關(guān)鍵的材料之一。在無機(jī)膠凝材料中，具有水硬性特點(diǎn)的水泥也一直是將各種粉狀、粒狀、塊狀以及纖維狀物料膠結(jié)成堅(jiān)固整體的核心材料。盡管由于水泥制作過程中產(chǎn)生的高能耗和環(huán)境污染，已經(jīng)使人們對開發(fā)其他低能耗無機(jī)膠凝材料十分關(guān)注，但由于水泥制品的高強(qiáng)度、高耐水性、耐候性等，仍然是當(dāng)今建筑行業(yè)中的基礎(chǔ)材料，不僅需求量大，其品質(zhì)是影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。如何充分發(fā)揮水泥中各種活性組分效能，使其水化反應(yīng)充分，獲得性能優(yōu)異的水泥制品，或在保證制品強(qiáng)度條件 下，顯著減少水泥用量，將對改善現(xiàn)有水泥的應(yīng)用，降低材料成本具有重要的實(shí)際意義。目前，針對采用鋰基膨潤土在建筑材料中的應(yīng)用報(bào)道及其有限，僅在固體電解質(zhì)、無機(jī)膠凝劑、煉鋼球團(tuán)粘結(jié)劑等方面應(yīng)用。專利201110132970. 3公開了一種輕質(zhì)保溫隔音阻尼地坪砂漿的方法，該砂漿由水泥30 40% ;粗彈性橡膠骨料O 28% ;細(xì)彈性橡膠骨料5 50% ;無機(jī)玻化微珠骨料5 15% ;可再分散乳膠粉O. 5 3% ;纖維素醚O. 05 O. 15% ；6mm纖維O. 02 O. 06% ;鋰蒙脫石助劑O. 05 O. 1%構(gòu)成。該發(fā)明以無機(jī)硅酸鹽為膠凝材料，因此與水泥砂漿及混凝土基層相容性都良好，粘結(jié)牢固，避免空鼓現(xiàn)象，適應(yīng)各種基層狀況，在平整度很差的情況下，還可兼具找平功能，施工非常簡便，加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯蛇M(jìn)行批刮使用，整個隔聲層為一個整體，大大減少了聲橋的存在，抗壓強(qiáng)度適中，不易產(chǎn)生變形，并且不會大幅度增加建筑物的荷載，具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)，使樓板隔聲的同時具有保溫隔熱效果。專利200910012983. X給出了一種水泥改性添加劑制作方法。其抗拉強(qiáng)度、斷裂韌性高，能在長期中減少對產(chǎn)業(yè)的投資卻得到更大效益。發(fā)明的配制是自蔗糖30-50克、密三糖10-20克、木質(zhì)素10-20克、乳糖10-20克、果糖5_20克、金屬氧化物30-50克、多磷酸鈉10-20克、珍珠巖10-20克、蛭石10-15克、纖維素5_15克、優(yōu)質(zhì)細(xì)灰泥10-20克、高效遲凝劑20-30克、磺酸鈉10-20克、礦物質(zhì)10-25克、氧化物30-50克、蒙脫土 20-40克、碳酸鈣20-40克、粉煤灰30-40克、多聚醇胺10-20克。專利201110047339.3公開了一種礦物質(zhì)分散劑及其制備方法，該礦物質(zhì)分散劑是一種陰離子共聚物的水溶液，其中陰離子共聚物由四種單體經(jīng)自由基聚合形成，陰離子共聚物再經(jīng)兩種不同的堿性物質(zhì)中和形成礦物質(zhì)分散劑。該礦物質(zhì)分散劑生產(chǎn)過程綠色環(huán)保、產(chǎn)品性能優(yōu)越穩(wěn)定、產(chǎn)品在自然界中易降解，多分散系數(shù)低于2. 2 ;該礦物質(zhì)分散劑可用作礦物質(zhì)的分散，包括工業(yè)需要的礦物質(zhì)研磨分散、水處理阻垢分散、水泥添加劑等。潘嘉褀，孫亞琴，陳麒忠等2011年4月在金屬鑄鍛焊技術(shù)刊物上發(fā)表文章《鋰膨潤土粘土砂的實(shí)驗(yàn)研究》，介紹了采用濕法對鈣-鈉膨潤土的鋰化改性，并將鋰化改性土用于作為粘結(jié)劑的型砂性能進(jìn)行了測定，表明鋰化改性的膨潤土的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于鈣-鈉膨潤土 ；相應(yīng)粘土砂的綜合性能，如者比后者有較大的提聞。
已有的關(guān)于鋰化土改性方法均采用濕法實(shí)現(xiàn)，而濕法改性工藝較復(fù)雜，能耗高；已有的關(guān)于鋰基膨潤土的應(yīng)用，主要以無機(jī)凝膠劑、懸浮劑組分形式出現(xiàn)，利用其無機(jī)凝膠性質(zhì)，沒有針對水泥的水化效應(yīng)進(jìn)行開發(fā)利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用儲量豐富的天然鈣基或鈉基膨潤土，經(jīng)過簡單的改性處理制得性能優(yōu)異的鋰基膨潤土，將少量鋰基膨潤土作為添加劑加入水泥制品中，可以顯著改善水泥在制品中的分散性，水化反應(yīng)更加充分均勻，大大提高其早期強(qiáng)度，使制品性能顯著提升。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
鋰基膨潤土添加水泥制品的方法，包括以下步驟
I、取天然鈣基或鈉基膨潤土將其干燥，脫出吸附水后粉碎至小于100目，按質(zhì)量份數(shù)加入O. 2 4wt%鋰化劑、按照物料總量比例的O. 8^4加水混合、擠壓，使其充分混合均勻后密封，在室溫 60°C存放8 48小時，之后干燥、粉碎得到鋰基膨潤土 ；
2、按水泥制品中原料水泥用量的O. 3"3wt%加入鋰基膨潤土并混合均勻，加適量水制成泥料，在成型機(jī)上成型，常溫養(yǎng)護(hù)或蒸氧獲得水泥制品。
步驟I中的天然鈣基膨潤土蒙脫石含量應(yīng)為80%以上；鋰化劑為碳酸鋰或氫氧化鋰。步驟2中所指的水泥制品可用于是各種塊體、砂漿、多孔輕質(zhì)建筑砌塊等。
有益效果本發(fā)明采用廉價(jià)易得的天然膨潤土改性制得鋰基膨潤土，鋰基膨潤土作為添加劑加入水泥制品之中，能夠顯著改善水泥在制品中的分散性，水化反應(yīng)更加充分均勻，大大提高其早期強(qiáng)度，使制品性能顯著提升。經(jīng)過水泥制品常規(guī)養(yǎng)護(hù)，獲得早期強(qiáng)度顯著提升、綜合性能優(yōu)異的制品。該鋰膨潤土，生產(chǎn)工藝簡單，原材料廉價(jià)易得，在水泥制品中的應(yīng)用簡單易行。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步的詳細(xì)說明
鋰基膨潤土添加水泥制品的方法，包括以下步驟
I、取天然鈣基或鈉基膨潤土將其干燥，脫出吸附水后粉碎至小于100目，按質(zhì)量份數(shù)加入O. 2 4wt%鋰化劑、按照物料總量比例的O. 8^4加水混合、擠壓，使其充分混合均勻后密封，在室溫 60°C存放8 48小時，之后干燥、粉碎得到鋰基膨潤土 ；
2、按水泥制品中原料水泥用量的O. 3"3wt%加入鋰基膨潤土并混合均勻，加適量水制成泥料，在成型機(jī)上成型，常溫養(yǎng)護(hù)或蒸氧獲得水泥制品。
步驟I中的天然鈣基膨潤土蒙脫石含量應(yīng)為80%以上；鋰化劑為碳酸鋰或氫氧化鋰。步驟2中所指的水泥制品可用于是各種塊體、砂漿、多孔輕質(zhì)建筑砌塊等。
實(shí)施例I :
取天然鈣基膨潤土在100°C烘干，粉碎至小于100目。取1000克干燥膨潤土粉，加入碳酸鋰20克混合均勻，加入1000克水混合擠壓膨潤土泥料，待混合擠壓均勻，用塑料薄膜密封保存24小時后，在空氣中晾干，再經(jīng)100°C烘干，粉碎成小于100目的鋰基膨潤土粉體備用。
取IOOg水泥，25g細(xì)沙組成的原料中，其向其中添加O. 5克的鋰基膨潤土，設(shè)置空白對照組(即不添加膨潤土)和鈉基和鈣基土對比試驗(yàn)，見下表。每組水泥試樣制作多塊邊長為40mm的立方體水泥試塊，測試水泥試塊經(jīng)養(yǎng)護(hù)測試5天、15天和28天的抗壓強(qiáng)度。結(jié)果如表所示，由表中數(shù)據(jù)看出添加鋰基膨潤土的樣品，在同樣配方中抗壓強(qiáng)度明顯優(yōu)于不加膨潤土、添加鈣基或鈉基土的樣品，證實(shí)了鋰基膨潤土對水泥制品強(qiáng)度提高的效果。
膨潤土添加劑對水泥制品抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種鋰基膨潤土添加水泥制品的方法，其特征在于，包括以下步驟 a、將天然鈣基膨潤土或鈉基膨潤土干燥，脫出吸附水后粉碎至小于100目； b、按質(zhì)量份數(shù)加入O.2^4wt%鋰化劑、按照物料總量的O. 8^4倍質(zhì)量加水?dāng)嚢瑁蛊涑浞只旌暇鶆蚝竺芊?，在室溫飛(TC存放8 48小時，之后干燥、粉碎至小于100目，即為鋰基膨潤土 ； C、按水泥制品中原料水泥用量的O. 3^3wt%加入鋰基膨潤土，并混合均勻，加水制成泥料或漿料之后成型，常溫養(yǎng)護(hù)或蒸養(yǎng)獲得水泥制品。
2.按照權(quán)利要求I中步驟a所述的天然鈣基膨潤土或鈉基膨潤土，其中蒙脫石含量大于 80%ο
3.按照權(quán)利要求I中步驟b所述的鋰化劑為碳酸鋰或氫氧化鋰。
4.一種鋰基膨潤土添加水泥制品，其特征在于，適用于制備各種水泥塊體、砂漿或多孔輕質(zhì)建筑砌塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰基膨潤土作為水泥制品添加劑的方法，以及在水泥制品建筑材料方面的應(yīng)用。取天然鈣基或鈉基膨潤土將其干燥，按質(zhì)量份數(shù)加入鋰化劑、按照物料總量比例的加水混合、擠壓，使其充分混合均勻后密封，在60℃以下存放之后干燥、粉碎得鋰基膨潤土；按水泥制品中原料水泥用量的0.3~3wt%加入鋰基膨潤土，加水制成泥料，在成型機(jī)上成型，常溫或蒸氧養(yǎng)護(hù)。鋰基膨潤土作為添加劑加入水泥制品之中，能夠顯著改善水泥在制品中的分散性，水化反應(yīng)更加充分均勻，大大提高早期強(qiáng)度，早期強(qiáng)度提升20%以上，使制品性能顯著提升。該鋰膨潤土，生產(chǎn)工藝簡單，原材料廉價(jià)易得，在水泥制品中的應(yīng)用簡單易行。
文檔編號C04B22/08GK102923985SQ20121050442
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者蔣引珊, 王青月, 劉振營, 喬禹, 毛成明, 張悅, 雒鋒, 竇魁洲, 林曉 申請人:吉林大學(xué)