本发明属于建筑用材
技术领域：
，具体涉及一种抗冻粉煤灰砖及其制备方法。
背景技术：
：粉煤灰砖的主要原材料是粉煤灰、石灰、石膏、电石渣、电石泥等工业废弃固态物。以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料制备，压制成型，高压或常压蒸汽养护而成的实心粉煤灰砖，粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但现有技术中加工出的粉煤灰砖并不能在易受冻融和干湿交替的环境下使用，同时，在长期受热，受急冷急热和有酸性介质侵蚀的部位也不能使用。技术实现要素：本发明提供一种抗冻粉煤灰砖及其制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种抗冻粉煤灰砖，包括如下重量份原料：粉煤灰60-70份、水泥10-12份、石灰8-9份、黄沙3-6份、亚硝酸钠0.1-0.2份、硫酸钠0.2-0.5份、硅酸钠0.5-1份、三乙醇胺0.01-0.02份、防水剂0.001-0.006份和添加剂0.001-0.003份；防水剂通过如下步骤制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体按照一定比例混合，制得混合单体；在氮气保护条件下，将去离子水和乳化剂混合，然后加入混合单体和引发剂，在温度为80℃条件下恒温反应6h，将温度降为35℃，用氨水调节ph值为7-8，过滤制得防水剂。进一步地，含硅单体为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；混合单体中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体的用量质量比为24：6：3：6：1；乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种，引发剂为过硫酸铵；去离子水、乳化剂、混合单体和引发剂的用量质量比为2：0.3-0.4：10：0.4。进一步地，添加剂通过如下步骤制备：步骤s1、将脱氢枞酸加入烧瓶中，然后加入4-二甲氨基吡啶，在温度为60℃条件下，滴加氯化亚砜，滴加结束后，将温度升为72℃，继续反应3h，反应结束后旋蒸除去氯化亚砜得到中间体1；其中，脱氢枞酸、4-二甲氨基吡啶和氯化亚砜的用量比为0.1mol：0.1g：0.15mol；反应过程如下所示：步骤s2、将氢氧化钠和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合，然后加入去离子水，升温至60℃搅拌反应50-60min，然后将温度降为20℃，加入中间体1的丙酮溶液，控制体系的ph值为8-10，反应3h，反应结束后，将得到的反应液用盐酸调节ph值为1-2，然后用水和石油醚洗涤，减压浓缩除去溶剂得到中间体2；其中，氢氧化钠和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量摩尔比为1：1；中间体1的丙酮溶液为中间体1和丙酮按照1g：10ml混合而成；1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、去离子水和中间体1的丙酮溶液的用量比为2.5g：20ml：70ml；反应过程如下所示：步骤s3、在温度为25℃条件下，将得到的中间体2和无水乙醇混合，然后滴加丙烯酸甲酯，反应过程中保持温度不变，反应24h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，然后在40℃干燥至恒重得到中间体3；其中中间体2、无水乙醇和丙烯酸甲酯的用量比4.5g：50ml：1g；反应过程如下所示：步骤s4、将中间体3和无水乙醇混合，然后加入氢氧化钠溶液，加热回流反应5h，反应结束后，过滤，然后减压浓缩除去溶剂，得到添加剂；其中，氢氧化钠溶液的质量分数为32％，中间体3、无水乙醇和氢氧化钠溶液的用量比为1g：10ml：0.6g。反应过程如下所示：一种抗冻粉煤灰砖的制备方法，包括如下步骤：第一步、按照重量份称取原料；第二步、将称取的原料混合，然后加入水，制成含水率为10-12wt％的混合物料，将混合物料在压力为26mpa下压入模具，静置2h得到胚体，将得到的胚体转移至蒸压釜中，在压力为1-1.5mpa、温度为160-170℃条件下养护12h，得到一种抗冻粉煤灰砖。本发明的有益效果：本发明制得的添加剂属于表面活性剂，可以降低水的表面张力，使搅拌时容易产生气泡，引入大量均匀、稳定而封闭的微小气泡，减缓由于结冰引起的冻胀压力和渗透压力，提高粉煤灰砖的抗冻性能，添加剂中的脱氢枞酸为疏水基团，是全刚性结构，分子间的相互作用力较弱，本发明中在脱氢枞酸分子内引入了柔性链的硅氧链，为了增强其自组织性能，增强其自组织性能，这一结构上的修饰大大增强了其聚集能力。防水剂中以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体通过自由基加成共聚反应制得丙烯酸类防水剂，聚合物分子主链以碳碳单键为主链，同时硅氧烷键的引入能够提高抗冻粉煤灰砖的疏水性能，使得制备的抗冻粉煤灰砖具有较高疏水性，提高其防水性能，降低吸水率，降低开裂的可能，同时有机氟单体的分子结构稳定，很难被热能、光能及其它化学因素破坏，有利于提高粉煤灰砖的稳定性。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1制备防水剂：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体按照一定比例混合，制得混合单体；在氮气保护条件下，将去离子水和乳化剂混合，然后加入混合单体和引发剂，在温度为80℃条件下恒温反应6h，然后将温度降为35℃，用氨水调节ph值为7，过滤制得防水剂。其中，含硅单体为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；混合单体中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体的用量质量比为24：6：3：6：1；乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种，引发剂为过硫酸铵；去离子水、乳化剂、混合单体和引发剂的用量质量比为2：0.3：10：0.4。实施例2制备防水剂：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体按照一定比例混合，制得混合单体；在氮气保护条件下，将去离子水和乳化剂混合，然后加入混合单体和引发剂，在温度为80℃条件下恒温反应6h，然后将温度降为35℃，用氨水调节ph值为8，过滤制得防水剂。其中，含硅单体为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；混合单体中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯和含硅单体的用量质量比为24：6：3：6：1；乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种，引发剂为过硫酸铵；去离子水、乳化剂、混合单体和引发剂的用量质量比为2：0.4：10：0.4。实施例3制备添加剂：步骤s1、将脱氢枞酸加入烧瓶中，然后加入4-二甲氨基吡啶，在温度为60℃条件下，滴加氯化亚砜，滴加结束后，将温度升为72℃，继续反应3h，反应结束后旋蒸除去氯化亚砜得到中间体1；步骤s2、将氢氧化钠和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合，然后加入去离子水，升温至60℃搅拌反应50min，然后将温度降为20℃，加入中间体1的丙酮溶液，控制体系的ph值为8，反应3h，反应结束后，将得到的反应液用盐酸调节ph值为1，然后用水和石油醚洗涤，减压浓缩除去溶剂得到中间体2；步骤s3、在温度为25℃条件下，将得到的中间体2和无水乙醇混合，然后滴加丙烯酸甲酯，反应过程中保持温度不变，反应24h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，然后在40℃干燥至恒重得到中间体3；步骤s4、将中间体3和无水乙醇混合，然后加入氢氧化钠溶液，加热回流反应5h，反应结束后，过滤，然后减压浓缩除去溶剂，得到添加剂。其中，步骤s1中脱氢枞酸、4-二甲氨基吡啶和氯化亚砜的用量比为0.1mol：0.1g：0.15mol；步骤s2中氢氧化钠和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量摩尔比为1：1；中间体1的丙酮溶液为中间体1和丙酮按照1g：10ml混合而成；1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、去离子水和中间体1的丙酮溶液的用量比为2.5g：20ml：70ml；步骤s3中中间体2、无水乙醇和丙烯酸甲酯的用量比4.5g：50ml：1g；步骤s4中氢氧化钠溶液的质量分数为32％，中间体3、无水乙醇和氢氧化钠溶液的用量比为1g：10ml：0.6g。实施例4制备添加剂：步骤s1、将脱氢枞酸加入烧瓶中，然后加入4-二甲氨基吡啶，在温度为60℃条件下，滴加氯化亚砜，滴加结束后，将温度升为72℃，继续反应3h，反应结束后旋蒸除去氯化亚砜得到中间体1；步骤s2、将氢氧化钠和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合，然后加入去离子水，升温至60℃搅拌反应60min，然后将温度降为20℃，加入中间体1的丙酮溶液，控制体系的ph值为10，反应3h，反应结束后，将得到的反应液用盐酸调节ph值为2，然后用水和石油醚洗涤，减压浓缩除去溶剂得到中间体2；步骤s3、在温度为25℃条件下，将得到的中间体2和无水乙醇混合，然后滴加丙烯酸甲酯，反应过程中保持温度不变，反应24h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，然后在40℃干燥至恒重得到中间体3；步骤s4、将中间体3和无水乙醇混合，然后加入氢氧化钠溶液，加热回流反应5h，反应结束后，过滤，然后减压浓缩除去溶剂，得到添加剂。其中，步骤s1中脱氢枞酸、4-二甲氨基吡啶和氯化亚砜的用量比为0.1mol：0.1g：0.15mol；步骤s2中氢氧化钠和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量摩尔比为1：1；中间体1的丙酮溶液为中间体1和丙酮按照1g：10ml混合而成；1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、去离子水和中间体1的丙酮溶液的用量比为2.5g：20ml：70ml；步骤s3中中间体2、无水乙醇和丙烯酸甲酯的用量比4.5g：50ml：1g；步骤s4中氢氧化钠溶液的质量分数为32％，中间体3、无水乙醇和氢氧化钠溶液的用量比为1g：10ml：0.6g。实施例5制备抗冻粉煤灰砖：第一步、按照重量份称取原料：粉煤灰60份、水泥10份、石灰8份、黄沙3份、亚硝酸钠0.1份、硫酸钠0.2份、硅酸钠0.5份、三乙醇胺0.01份、防水剂0.0016份和添加剂0.001份；第二步、将称取的原料混合，然后加入水，制成含水率为10wt％的混合物料，将混合物料在压力为26mpa下压入模具，静置2h得到胚体，将得到的胚体转移至蒸压釜中，在压力为1mpa、温度为160℃条件下养护12h，得到一种抗冻粉煤灰砖。其中，防水剂为实施例2制得的，添加剂为实施例4制得的。实施例6制备抗冻粉煤灰砖：第一步、按照重量份称取原料：粉煤灰65份、水泥11份、石灰8份、黄沙5份、亚硝酸钠0.1份、硫酸钠0.3份、硅酸钠0.8份、三乙醇胺0.01份、防水剂0.003份和添加剂0.002份；第二步、将称取的原料混合，然后加入水，制成含水率为11wt％的混合物料，将混合物料在压力为26mpa下压入模具，静置2h得到胚体，将得到的胚体转移至蒸压釜中，在压力为1.2mpa、温度为165℃条件下养护12h，得到一种抗冻粉煤灰砖。其中，防水剂为实施例2制得的，添加剂为实施例4制得的。实施例7制备抗冻粉煤灰砖：第一步、按照重量份称取原料：粉煤灰70份、水泥12份、石灰9份、黄沙6份、亚硝酸钠0.2份、硫酸钠0.5份、硅酸钠1份、三乙醇胺0.02份、防水剂0.006份和添加剂0.003份；第二步、将称取的原料混合，然后加入水，制成含水率为12wt％的混合物料，将混合物料在压力为26mpa下压入模具，静置2h得到胚体，将得到的胚体转移至蒸压釜中，在压力为1.5mpa、温度为170℃条件下养护12h，得到一种抗冻粉煤灰砖。其中，防水剂为实施例2制得的，添加剂为实施例4制得的。对比例1不加实施例6中的防水剂，其余原料及制备过程保持不变。对比例2不加实施例6的添加剂，其余原料及制备过程保持不变。对比例3不加实施例6的防水剂和添加剂，其余原料及制备过程保持不变。对实施例5-7和对比例1-3制得的样品进行测试，其中抗冻性和吸水率分别按照标准jc/t239-2014、gb/t4111-2013进行测试，抗冻性包括质量损失率和抗压强度损失率；测试结果如下表1所示：表1项目实施例5实施例6实施例7对比例1对比例2对比例3质量损失率(％)3.53.43.53.94.14.2抗压强度损失率(％)12.212.112.115.618.320.2吸水率(％)8.28.28.39.59.810.5从上表1可知本发明制得的抗冻粉煤灰砖抗冻性能优异。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本
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的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。当前第1页12