一種膨潤(rùn)土改性劑及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種膨潤(rùn)土改性劑，其包括水溶性無(wú)機(jī)物硫代硫酸鹽、有機(jī)物醇類(lèi)化合物及胺類(lèi)化合物，按硫代硫酸鹽∶醇類(lèi)化合物∶胺類(lèi)化合物與水的質(zhì)量比0.5~1∶0.5~1∶0.5~1∶0.5~1.5的比例混合均勻，溶解，即成。本發(fā)明膨潤(rùn)土改性劑原料來(lái)源廣泛，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，經(jīng)濟(jì)性好；使用本發(fā)明膨潤(rùn)土改性劑改性后的膨潤(rùn)土，用于水泥中，可有效提高水泥強(qiáng)度和混凝土抗?jié)B抗鹽蝕性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種膨潤(rùn)土改性劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膨潤(rùn)土改性劑，尤其是涉及一種可用于水泥混凝土中的膨潤(rùn)土改性劑及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膨潤(rùn)土又稱(chēng)膨潤(rùn)巖或斑脫巖，是以蒙脫石為主要成分的粘土巖。蒙脫石的化學(xué)式為4Si02.Al2O3.H2O,蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)是由兩層硅氧四面體片中間夾一層鋁氧八面體片構(gòu)成的2: I型層狀硅酸鹽，具有吸水性、溶脹性、分散懸浮性、粘結(jié)性、對(duì)有機(jī)物的吸附性、催化活性、觸變性、可塑性、潤(rùn)滑性和陽(yáng)離子交換性等一系列的物理化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。
[0003]由于膨潤(rùn)土獨(dú)特的礦物結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì)所具有的許多十分優(yōu)良的性能，膨潤(rùn)土尤其是改性膨潤(rùn)土廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中，如作為泥漿增稠劑、乳膠穩(wěn)定劑及塑粘劑、吸附劑和潤(rùn)滑劑用于石油鉆井工業(yè)、鑄造和冶金工業(yè)、涂料油墨工業(yè)、農(nóng)畜牧業(yè)及紡織、造紙工業(yè)，亦用于日用化工和食品加工、石化工業(yè)，也用作環(huán)境保護(hù)的凈化劑、吸附劑，且可用于建材工業(yè)，如用作低鐵硅質(zhì)粘土原料，用于生產(chǎn)膨潤(rùn)土防水板、膨潤(rùn)土膠泥和膨潤(rùn)土止水條等
坐寸ο
[0004]然而，盡管膨潤(rùn)土有優(yōu)良的吸水膨脹性、懸浮分散性與保水性及潤(rùn)滑性、穩(wěn)定性等，但當(dāng)前的未改性膨潤(rùn)土和各類(lèi)改性膨潤(rùn)土仍然不適宜于加入水泥混凝土中為防水劑或防水抗?jié)B劑或抗?jié)B抗鹽飾添加劑，究其原因在于，膨潤(rùn)土的主要礦物蒙脫石是一類(lèi)粘土礦物，仍具有粘土礦物的特性，在水泥混凝土復(fù)雜的離子型強(qiáng)堿性液相介質(zhì)環(huán)境中，在水泥水化過(guò)程中的水合硅酸鈣凝膠和鐵鋁酸鹽`及氫氧化鈣晶體礦物和復(fù)雜的離子交換共同作用下，膨潤(rùn)土或改性膨潤(rùn)土一則與水泥水合礦物之間不能形成有效的融合區(qū)或強(qiáng)化過(guò)渡區(qū)，二則膨潤(rùn)土或過(guò)早充分膨脹造成與水泥水合礦物分離和干縮通道，或原有的優(yōu)良性能被破壞或被抑制，而水泥的水合礦物的膠結(jié)能力亦同步受到粘土型礦物的削弱。即當(dāng)前國(guó)內(nèi)外尚缺少一種能讓膨潤(rùn)土在水泥混凝土中能起到有效防水抗?jié)B作用的改性劑，和可調(diào)整改善膨潤(rùn)土在水泥混凝土介質(zhì)環(huán)境中性能的調(diào)質(zhì)劑，致使沒(méi)有適用于水泥混凝土防水抗?jié)B改性或抗?jié)B抗鹽蝕改性的膨潤(rùn)土改性劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于水泥混凝土防水抗?jié)B抗鹽蝕改性的膨潤(rùn)土改性劑。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種使用所述膨潤(rùn)土改性劑對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性的方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種膨潤(rùn)土改性劑，包括水溶性的無(wú)機(jī)物硫代硫酸鹽、有機(jī)物醇類(lèi)化合物及胺類(lèi)化合物，按硫代硫酸鹽:醇類(lèi)化合物:胺類(lèi)化合物與水的質(zhì)量比0.5~1: 0.5^1: 0.5^1: 0.5~1.5的比例混合均勻，溶解，制成液體溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
[0008]進(jìn)一步，所述水溶性硫代硫酸鹽優(yōu)選硫代硫酸鋰、硫代硫酸鈉或硫代硫酸鉀。
[0009]進(jìn)一步，所述水溶性有機(jī)物醇類(lèi)化合物優(yōu)選多元醇，例如乙二醇、異丙醇，或水溶性聚乙烯醇，或低聚合度聚乙二醇，如聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600。
[0010]進(jìn)一步，所述水溶性胺類(lèi)化合物優(yōu)選三乙醇胺、異丙醇胺、水合肼、水溶性烷基胺或烷基酰胺。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種膨潤(rùn)土改性劑的應(yīng)用:將所述膨潤(rùn)土改性劑在膨潤(rùn)土提純過(guò)程中加入，或在膨潤(rùn)土制粉過(guò)程中加入，或在粉狀膨潤(rùn)土中直接加入混合均勻，陳化> 2小時(shí)(優(yōu)選> 8小時(shí))，即得改性膨潤(rùn)土 ；膨潤(rùn)土改性劑的用量，為膨潤(rùn)土質(zhì)量的0.2>/o
本發(fā)明的技術(shù)原理:1、研究表明，硫代硫酸鹽和醇、胺的多元復(fù)合物對(duì)水泥中熟料礦物和活性摻合材具有高效離子活化作用和吸附催化活化作用，且可在加速水泥礦物水化的同時(shí)，促進(jìn)硅酸鈣凝膠發(fā)育和細(xì)化晶體礦物，大幅提高水泥石強(qiáng)度，作為膨潤(rùn)土的改性劑，有利于水泥混凝土強(qiáng)度提高和水泥混凝土性能改善；2、膨潤(rùn)土或通用的改性膨潤(rùn)土對(duì)水溶性硫代硫酸鹽、醇、胺的多元復(fù)合物有良好的“吸附”與“交換”能力，經(jīng)本發(fā)明改性劑改性的膨潤(rùn)土顆粒介于親水和疏水狀態(tài)之間，在新拌的水泥混凝土堿性介質(zhì)環(huán)境中，一方面可在抑制鈣鎂離子迅速進(jìn)入蒙脫石層狀空間、抑制膨潤(rùn)土迅速吸水膨脹的同時(shí)，向膨潤(rùn)土顆粒周?chē)酀{液釋放出改性劑硫代硫酸鹽和醇、胺組分，促進(jìn)膨潤(rùn)土顆粒周邊水泥礦物加速水化，以發(fā)達(dá)的水合硅酸鈣凝膠和微細(xì)晶體在膨潤(rùn)土顆粒周?chē)纬蓮?qiáng)化過(guò)渡區(qū)，所述改性劑進(jìn)入水泥漿液水中成為水泥活化劑的同時(shí)，并空出了更大的層間，導(dǎo)致水泥混凝土中大量減水劑有機(jī)物大分子逐步被吸 附至層間，使膨潤(rùn)土的疏水性逐步增加，且膨潤(rùn)土的調(diào)濕能力、膨脹性、膠質(zhì)價(jià)和潤(rùn)滑能力得以保持，從而使被約束的膨潤(rùn)土顆粒在遇水時(shí)可以凝膠態(tài)及時(shí)阻塞和填補(bǔ)毛細(xì)孔通道和裂縫，用于水泥混凝土中，起到防水抗?jié)B或抗?jié)B抗鹽蝕的作用。
[0012]本發(fā)明的有益效果:1、本發(fā)明膨潤(rùn)土改性劑原料來(lái)源廣泛，制備方法簡(jiǎn)單，技術(shù)效果可靠；2、膨潤(rùn)土資源分布廣，儲(chǔ)量大，成本低，經(jīng)濟(jì)性好；3、使用本發(fā)明膨潤(rùn)土改性劑改性后的膨潤(rùn)土，用于水泥中，可有效提高水泥強(qiáng)度和混凝土抗?jié)B抗鹽蝕性能。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但這些實(shí)施例不得用于解釋對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0014]實(shí)施例1
將硫代硫酸鋰、乙二醇、三乙醇胺與水按硫代硫酸鋰:乙二醇:三乙醇胺與水的質(zhì)量比1:1:1:1的比例混合均勻，溶解，制成液體溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
[0015]在膨潤(rùn)土提純過(guò)程中，將所得膨潤(rùn)土改性劑加入膨潤(rùn)土懸浮液中，攪拌均勻，膨潤(rùn)土改性劑加入量為膨潤(rùn)土干基重量的0.8%，陳化2小時(shí)，按常規(guī)工藝干燥制粉，即得可用于水泥和混凝土的改性膨潤(rùn)土。
[0016]以此改性膨潤(rùn)土按水 泥總重量的5%配入32.5級(jí)水泥粉中，混合均勻，試驗(yàn)檢測(cè)水泥抗壓強(qiáng)度3天提高7Mpa，28天強(qiáng)度提高6 Mpa ;將此水泥用于衛(wèi)生間施工，經(jīng)2年觀察，未發(fā)現(xiàn)滲漏鹽蝕跡象。
[0017]實(shí)施例2
將硫代硫酸鈉、乙二醇、異丙醇胺與水按硫代硫酸鈉、乙二醇、異丙醇胺與水的質(zhì)量比
0.85: I: I: 1.1的比例混合均勻，溶解，制成液體溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
[0018]在膨潤(rùn)土粉磨制粉過(guò)程中，將所得膨潤(rùn)土改性劑連續(xù)均勻加入塊粒狀干膨潤(rùn)土中，膨潤(rùn)土改性劑加入量為膨潤(rùn)土干基重量的1.5%，一起粉磨，制成的膨潤(rùn)土粉，即是可用于水泥和混凝土的改性膨潤(rùn)土。
[0019]以此改性膨潤(rùn)土按水泥總重量的7%配入32.5級(jí)水泥粉中，均化，試驗(yàn)檢測(cè)水泥抗壓強(qiáng)度3天提高5Mpa、28天強(qiáng)度提高5Mpa。將此水泥用于沼氣池施工,無(wú)滲漏鹽蝕跡象。
[0020]實(shí)施例3
將硫代硫酸鉀、乙二醇和異丙醇、三乙醇胺與水按硫代硫酸鉀1、乙二醇0.5和異丙醇
0.3、三乙醇胺I與水1.2的質(zhì)量比，混合均勻，溶解，制成液體溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
[0021]將所得膨潤(rùn)土改性劑加入膨潤(rùn)土粉中，攪拌均勻，膨潤(rùn)土改性劑加入量為膨潤(rùn)土粉重量的1%，陳化8小時(shí)，即得可用于水泥和混凝土的改性膨潤(rùn)土粉。
[0022]以此改性膨潤(rùn)土按水泥總重量的10%加入42.5級(jí)水泥粉中，均化；水泥抗壓強(qiáng)度3天提高5Mpa、28天強(qiáng)度提高5Mpa。將此水泥用于廚具清洗池施工，經(jīng)2年觀察，未發(fā)現(xiàn)滲漏鹽蝕跡象。
[0023]實(shí)施例4
將硫代硫酸鋰、丙三醇、三乙醇胺和水合肼、水按硫代硫酸鋰1、丙三醇0.5、三乙醇胺
0.8和水合肼0.2、水1.5的質(zhì)量比，混合，制成溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
[0024]在膨潤(rùn)土提純過(guò)程中，將所得改性劑加入膨潤(rùn)土懸浮液中，攪拌均勻，改性劑加入量為膨潤(rùn)土干基重量的0.4%，陳化2小時(shí)，按常規(guī)工藝干燥制粉，即得可用于水泥和混凝土中的改性膨潤(rùn)土。
[0025]以此改性膨潤(rùn)土按水泥粉總重量的8%加入32.5級(jí)水泥粉中，均化；水泥抗壓強(qiáng)度3天提高4Mpa、28天強(qiáng)度提高4Mpa。將此水泥粉用于糞池施工，經(jīng)2年觀察，未發(fā)現(xiàn)滲漏鹽蝕跡象。
[0026]實(shí)施例5
將硫代硫酸鋰、乙二醇、三乙醇胺、水按硫代硫酸鋰1、乙二醇1、三乙醇胺1、水1.1的質(zhì)
量比，混合，制成溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
[0027]將所得改性劑加入膨潤(rùn)土粉中，均化，改性劑加入量為膨潤(rùn)土干基重量的3%，陳化8小時(shí)，即得可用于水泥和混凝土的改性膨潤(rùn)土。
[0028]以此改性膨潤(rùn)土按水泥總重量的7%配入32.5級(jí)水泥粉中，均化；水泥抗壓強(qiáng)度3天提高7Mpa、28天強(qiáng)度提高8.1Mpa0將此水泥用于下水道管道施工，經(jīng)2年觀察，未發(fā)現(xiàn)滲漏鹽蝕跡象。
【權(quán)利要求】
1.一種膨潤(rùn)土改性劑，其特征在于，包括水溶性無(wú)機(jī)物硫代硫酸鹽、有機(jī)物醇類(lèi)化合物及胺類(lèi)化合物，按硫代硫酸鹽:醇類(lèi)化合物:胺類(lèi)化合物與水的質(zhì)量比0.5-1: 0.5-1: 0.5-1: 0.5~1.5的比例混合均勻，溶解，制成液體溶液，即得膨潤(rùn)土改性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的膨潤(rùn)土改性劑，其特征在于，所述硫代硫酸鹽優(yōu)選硫代硫酸鋰、硫代硫酸鈉或硫代硫酸鉀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的膨潤(rùn)土改性劑，其特征在于，所述水溶性有機(jī)物醇類(lèi)化合物為多元醇。
4.如權(quán)利要求1或2所述的膨潤(rùn)土改性劑，其特征在于，所述水溶性醇類(lèi)化合物為乙二醇、異丙醇、水溶性聚乙烯醇或聚乙二醇。
5.如權(quán)利要求4所述的膨潤(rùn)土改性劑，其特征在于，所述聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇600。
6.如權(quán)利要求1或2所述的膨潤(rùn)土改性劑，其特征在于，所述胺類(lèi)化合物為三乙醇胺、異丙醇胺、水合肼、水溶性烷基胺或烷基酰胺。
7.—種如權(quán)利要求1-6之一所述膨潤(rùn)土改性劑的應(yīng)用，其特征在于，將所述膨潤(rùn)土改性劑在膨潤(rùn)土提純過(guò)程中加入，或在膨潤(rùn)土制粉過(guò)程中加入，或在粉狀膨潤(rùn)土中直接加入混合均勻，陳化> 2小時(shí)，即得改性膨潤(rùn)土 ；膨潤(rùn)土改性劑的用量，為膨潤(rùn)土質(zhì)量的0.2>/o
8.如權(quán)利要求7所述膨潤(rùn)土改性劑的應(yīng)用，其特征在于，將所述膨潤(rùn)土改性劑在膨潤(rùn)土提純過(guò)程中加入，或在膨潤(rùn)土制粉過(guò)程中加入，或在粉狀膨潤(rùn)土中直接加入混合均勻，陳化≥8小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C04B22/08GK103496870SQ201310427214
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】尹無(wú)忌 申請(qǐng)人:尹無(wú)忌