一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域。具體涉及一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，注漿常采用的材料有化學(xué)漿和水泥漿兩大類。由于水泥漿具有固結(jié)體強度高、抗?jié)B性能好、耐久性好、材料來源豐富、工藝設(shè)備簡單、成本較低等優(yōu)點在注漿工程中得以廣泛應(yīng)用。
[0003]硫鋁酸鹽水泥，作為一種常用的注漿材料，具有很多優(yōu)異的性能，如低溫水化性能和較好的抗腐蝕性能。然而，硫鋁酸鹽水泥漿體的抗壓強度仍然不能滿足要求。工程中經(jīng)常使用外加劑來提高漿體的抗壓強度。目前常用的外加劑為碳酸鋰等鋰鹽化合物，然而鋰鹽外加劑在使用過程中，存在后期28天強度倒縮等現(xiàn)象。近年來，越來越多的學(xué)者將具有納米結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)用于建筑領(lǐng)域來提高諸如強度、耐久性等方面的性能。
[0004]其中，鋰鋁類水滑石屬于類水滑石化合物，其主體一般由兩種金屬氫氧化物構(gòu)成，具有三維微納米結(jié)構(gòu)。與此同時，該類材料的結(jié)構(gòu)還具有其他很多特點，如晶粒尺寸的可調(diào)控性、層間陰離子種類的可設(shè)計性等。利用層間陰離子的可交換性這一性質(zhì)將一些特殊功能的陰離子引入水滑石類化合物層間，可以得到不同功能基團柱撐的類水滑石復(fù)合物。如將萘系或聚羧酸系減水劑引入水滑石類層間，可得到集早強減水功能一體的復(fù)合功能外加劑。將一些功能單體(如減水劑等)插層進入類水滑石層間，可以制備集多種功能于一體的復(fù)合功能型材料，具有好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]綜上所述，為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法，包括如下步驟:
步驟一，制備黃料:采用重量份計，將90-98份硫鋁酸鹽熟料與2-10份減水劑均勻混合；備用;
步驟二，制備鋰鋁類水滑石:將LiNO3i Al (NO3)3和尿素(LiNO3: Al(NO3) 39H20:尿素=(0.1-30):(0.1-10):(0.1-20)摩爾比的混合物溶解在醇水溶液中，然后在室溫下磁力攪拌20min，轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)容器，再放入60-200°C烘箱反應(yīng)5_50ho經(jīng)過抽濾、多次洗滌直到pH值為7，最后在50-100°C下干燥8_40h，即制得鋰鋁類水滑石；
步驟三，制備白料:采用重量份計，將步驟二制備的1-10份鋰鋁類水滑石，60-87份石膏，10-20份生石灰和2-10份減水劑均勻混合，備用；
步驟四，使用時，取等質(zhì)量的黃料與白料，黃料與水按質(zhì)量比1:0.6混合均勻，白料與水按1:0.6混合均勻，通過混合器和注漿泵等進行注漿，既得利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料。
[0006]進一步，所述的減水劑為萘系減水劑。
[0007]進一步，所述的鋰鋁類水滑石的粒徑為:1-15 μπι。
[0008]進一步，所述的醇水溶液為:醇的體積占醇水溶液總體積的0-80%，且不為0%。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1、鋰鋁類水滑石屬于類水滑石化合物，該類材料的結(jié)構(gòu)還具有其他很多特點，如晶粒尺寸的可調(diào)控性、層間陰離子種類的可設(shè)計性等。利用層間陰離子的可交換性這一性質(zhì)將一些特殊功能的陰離子引入水滑石類化合物層間，可以得到不同功能基團柱撐的類水滑石復(fù)合物。
[0010]2、鋰鋁類水滑石屬于二維層狀納米材料，其不僅能夠填充水泥顆粒間的微小空隙，使水泥微觀結(jié)構(gòu)密實平整，而且鋰鋁類水滑石還可以作為水化產(chǎn)物的晶種，促進水泥的水化進程，提高水泥的早期強度。
[0011]3、本發(fā)明將鋰鋁類水滑石應(yīng)用于注漿領(lǐng)域，制備工藝簡單，能顯著提高注漿材料的早期強度，并且添加的鋰鋁類水滑石的粒徑越小，各齡期的抗壓強度越高。
[0012]【附圖說明】:
圖1為所用鋰鋁水滑石的XRD圖；
圖2為所用鋰鋁水滑石的SEM圖；
圖3為不同水泥試件的1，7和28天相對于空白水泥試件(沒有添加鋰鋁類水滑石)的抗壓強度比。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細描述。下述實施例中所用的原材料，如無特別說明，均為市售。
[0014]實施例1:
步驟一，制備黃料:將98份硫鋁酸鹽熟料與2份萘系減水劑混合均勻。
[0015]步驟二，制備鋰鋁類水滑石:將LiNO3iAl (NO3)3和尿素(LiNO3: Al (NO3)3_9Η20:尿素=3:1:13摩爾比的混合物溶解在醇與水的體積比為1:3的10ml的醇水溶液中，然后在室溫下磁力攪拌20min，轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)容器，再放入120°C烘箱反應(yīng)12 ho經(jīng)過抽濾、多次洗滌直到pH值為7，最后在100°C下干燥8h，即制得鋰鋁類水滑石O
[0016]步驟三，制備白料:將75份硬石膏，20份生石灰，3份鋰鋁類水滑石(粒徑為
l-2Mm)，2份萘系減水劑混合均勻。
[0017]步驟四，使用時，將黃料和白料分別按1:0.6的質(zhì)量比與水混合均勻，通過注漿泵和混合器等進行注漿，既得利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料。
[0018]實施例2:
步驟一，制備黃料:將98份硫鋁酸鹽熟料與2份萘系減水劑混合均勻。
[0019]步驟二，制備鋰鋁類水滑石:將LiN03、Al (NO3)3和尿素(LiNO3: Al (NO3) 3_9H20:尿素=3:1:13摩爾比的混合物溶解在醇與水的體積比為1:1的10ml的醇水溶液中，然后在室溫下磁力攪拌20min，轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)容器，再放入120°C烘箱反應(yīng)12h。經(jīng)過抽濾、多次洗滌直到pH值為7，最后在100°C下干燥8h，即制得鋰鋁類水滑石O
[0020]步驟三，制備白料:將75份硬石膏，20份生石灰，3份鋰鋁類水滑石(粒徑為2-4Mm)，2份萘系減水劑混合均勻。
[0021]步驟四，使用時，取等質(zhì)量的黃料與白料，且黃料和白料分別按1:0.6的重量比與水混合均勻，通過注漿泵和混合器等進行注漿，既得利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料。
[0022]實施例3:
步驟一，制備黃料:將98份硫鋁酸鹽熟料與2份萘系減水劑混合均勻。
[0023]步驟二，制備鋰鋁類水滑石:將LiN03、Al (NO3)3和尿素(LiNO3: Al(NO3)39H20:尿素=3:1:13摩爾比摩爾比的混合物溶解在醇與水的體積比為3:1的10ml的醇水溶液中，然后在室溫下磁力攪拌20min，轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)容器，再放入120°C烘箱反應(yīng)12h。經(jīng)過抽濾、多次洗滌直到pH值為7，最后在100°C下干燥8h，即制得鋰鋁類水滑石。
[0024]步驟三，制備白料:將75份硬石膏，20份生石灰，3份鋰鋁類水滑石(粒徑為
2-4Mm)，2份萘系減水劑混合均勻。
[0025]步驟四，使用時，將黃料和白料分別按1:0.6的重量比與水混合均勻，通過注漿泵和混合器等進行注漿，既得利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料。
[0026]實驗效果:
由實施例1到實施例3所制得的早強注漿材料，取黃料300g，與180g水混合攪拌均勻；取白料300g，與180g水混合攪拌均勻。將兩種漿液混合，20°C養(yǎng)護，到規(guī)定齡期測抗壓強度。由圖3中可以看出，摻加鋰鋁類水滑石能夠顯著提高注漿材料各齡期的抗壓強度，I天時添加三種粒徑的鋰鋁類水滑石(2_4Mffl，10_15Mffl)水泥試件的抗壓強度分別提高278%，267%和130% ；7天齡期時提高158%，149%，124%，而28天強度沒有呈現(xiàn)倒縮現(xiàn)象。
[0027]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟一，制備黃料:采用重量份計，將90-98份硫鋁酸鹽熟料與2-10份減水劑均勻混合；備用; 步驟二，制備鋰鋁類水滑石:將LiNO3i Al (NO3)3和尿素(LiNO3: Al(NO3) 39H20:尿素=(0.1-30):(0.1-10):(0.1-10)摩爾比的混合物溶解在醇水溶液中，然后在室溫下磁力攪拌20min，轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)容器，再放入60-200°C烘箱反應(yīng)5_50h ;經(jīng)過抽濾、多次洗滌直到pH值為7，最后在50-100°C下干燥8_40h，即制得鋰鋁類水滑石； 步驟三，制備白料:采用重量份計，將步驟二制備的1-10份鋰鋁類水滑石，60-87份石膏，10-20份生石灰和2-10份減水劑均勻混合，備用； 步驟四，使用時，取等質(zhì)量的黃料與白料，黃料與水按質(zhì)量比1:0.6混合均勻，白料與水按1:0.6混合均勻，通過混合器和注漿泵等進行注漿，既得利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法，其特征在于:所述的減水劑為萘系減水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法，其特征在于:所述的鋰鋁類水滑石的粒徑為:1-15 μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法，其特征在于:所述的醇水溶液為:醇的體積占醇水溶液總體積的0-80%，且不為0%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用鋰鋁類水滑石制備雙液型早強注漿材料的方法。該注漿材料有黃料和白料組成，黃料包括公知材料硫鋁酸鹽水泥熟料和減水劑，白料包括公知的生石灰、石膏、鋰鋁類水滑石和減水劑。制備注漿材料時黃料和白料所有組分按配比混合均勻。黃料與白料混合后其早期抗壓強度為未添加鋰鋁類水滑石時的2倍以上。本發(fā)明將鋰鋁類水滑石應(yīng)用于注漿領(lǐng)域，提高了早期強度，且不損失28天抗壓強度，且制備工藝簡單，能顯著提高注漿材料的早期強度，并且添加的鋰鋁類水滑石的粒徑越小，各齡期的抗壓強度越高。
【IPC分類】C04B28-14
【公開號】CN104876528
【申請?zhí)枴緾N201510251664
【發(fā)明人】管學(xué)茂, 李海艷, 劉松輝, 張海波, 張建武
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月18日