一种云母改性剂及其应用和混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，具体涉及一种云母改性剂及其应用和混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、目前，我国大中型水电工程主要集中在西部地区，而水电工程建设使用最大的是建筑材料，由于缺乏充足的天然砂资源，很多工程都采用机械破碎岩石的方式来制取人工砂。云母是常见的造岩矿物之一，部分工程混凝土骨料母岩中云母含量较高，如三峡工程用作混凝土粗骨料料源的基坑开挖料花岗岩，黑云母含量高达10％。通常利用高云母含量母岩轧制的人工砂中云母含量较高，因而现行国家标准和许多行业标准都限定了砂中的云母含量，dl/t5144-2015《水工混凝土施工规范》对细骨料的品质进行了规定，要求天然砂和人工砂的云母含量都要≤2％。这主要是由于云母一般呈薄片状，表面光滑、绝对惰性，且易沿节理错裂，与水泥浆的粘结力很差，加大混凝土内部强度缺陷。云母表面较亲水，在常温常湿下表面极易形成水膜，当细骨料中云母含量超过一定限度时，混凝土拌合物的工作性能、力学性能及耐久性能等均有显著降低。

2、目前，在建筑材料制备过程中，主要是通过控制细骨料中云母含量来减少云母对混凝土的不利影响，减少云母的方式主要是采用人工清除、磁选清除云母片，工艺繁琐，费时费力。还没有针对细骨料中云母与水泥石界面的结合进行研究提出对建筑用云母进行改性的技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种云母改性剂及其应用，该云母改性剂可直接添加含有云母的建筑材料中，对云母进行改性能够使得细骨料中云母表面的水膜厚度降低或者云母表面被改性剂替代、改性剂定向排列于两相界面上使其表面具有低密度电荷，显著降低表面张力或界面张力，提高细骨料云母与水泥石界面结合力。

2、此外，本发明还提供包括上述云母改性剂的混凝土及其制备方法。

3、本发明通过下述技术方案实现：

4、一种云母改性剂，包括以下组分：

5、聚氧乙烯型表面活性剂、聚乙二醇和十二烷基硫酸钠。

6、本发明所述云母改性剂的设计初衷在于：

7、第一：改善细骨料中云母表面的水膜过厚的问题，降低云母与水泥石之间的界面张力；第二：提高细骨料云母与水泥石界面结合的问题；第三：解决目前工程上采用人工清除、磁选清除云母片的繁琐工艺，直接在混凝土中添加改性材料就可以解决云母对混凝土带来的不利影响。

8、本发明所述云母改性剂为聚氧乙烯型表面活性剂、聚乙二醇和十二烷基硫酸钠的组合物，该组合物能够改善细骨料云母表面的水膜厚度降低或者云母表面被改性剂替代从而改善混凝土性能。作用原理：聚氧乙烯型表面活性剂、多元醇性表面活性剂、十二烷基硫酸钠表面活性剂三种物质的分子特点为一端具亲水基团(链段)，另一端具有疏水基团(链段)的化学物质，即分子分别具有亲水性和疏水性的一类化学物质。当把上述聚氧乙烯型表面活性剂、聚乙二醇和十二烷基硫酸钠组合加入到混凝土中时，改性剂以层状膜的结构形貌吸附在云母表面使得云母表面的水膜厚度降低或者被改性剂替代覆盖，同时改性剂定向排列于两相界面上使其表面具有低密度电荷，显著降低表面张力或界面张力，提高了云母与水泥石界面结合能力。

9、综上，本发明所述云母改性剂可直接添加含有云母的建筑材料中，对云母进行改性，能够改善细骨料中云母表面的水膜厚度、提高细骨料云母与水泥石界面结合力。

10、进一步地，包括以下重量百分比组分：

11、聚乙二醇15-25％，十二烷基硫酸钠15-25％，余量为聚氧乙烯型表面活性剂。

12、进一步地，由以下重量百分比组分组成：

13、聚乙二醇20％，十二烷基硫酸钠20％，聚氧乙烯型表面活性剂60％。

14、进一步地，聚氧乙烯型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(op-10)。

15、云母改性剂在制备含云母建筑材料中的应用。

16、进一步地，建筑材料包括混凝土和骨料。

17、一种混凝土，所述混凝土中添加有云母改性剂。

18、进一步地，所述混凝土包括以下组分：

19、低热硅酸盐水泥、细砂、骨料、水和云母改性剂。

20、进一步地，所述混凝土包括以下重量份组分：

21、低热硅酸盐水泥290～330kg/m3、细砂738～765、5～20mm骨料1200～1350kg/m3、水55～85kg/m3和云母改性剂2～4kg/m3。

22、一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：

23、s1、备料：按配方称取低热硅酸盐水泥、细砂、骨料和云母改性剂，充分搅拌均匀，备用；

24、s2、混凝土的搅拌与制备：在上述混合物料中先加入配方量一半的水进行搅拌，搅拌2-3min，然后陆续加入余下的水进行充分搅拌，搅拌3-5min；

25、s3、混凝土的施工：将搅拌配制好的混凝土，根据设计要求进行混凝土的施工，定期加水养护。

26、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

27、1、本发明所述云母改性剂可直接添加含有云母的建筑材料中，聚氧乙烯型表面活性剂、聚乙二醇和十二烷基硫酸钠组合而成的改性剂以层状膜的结构形貌吸附在云母表面使得云母表面的水膜厚度降低或者被改性剂替代覆盖，同时改性剂定向排列于两相界面上使其表面具有低密度电荷，显著降低表面张力或界面张力，提高了云母与水泥石界面结合能力，并且，添加有云母改性剂制备的混凝土的力学性能和抗冻性能均有所提升。

28、2、在含有云母的建筑材料中添加本发明所述云母改性剂对云母尽心改性时，无需采用人工清除、磁选清除细骨料中云母片以降低细骨料中云母片的含量，减少了繁琐操作，提高了施工效率。

技术特征：

1.一种云母改性剂，其特征在于，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种云母改性剂，其特征在于，包括以下重量百分比组分：

3.根据权利要求2所述的一种云母改性剂，其特征在于，由以下重量百分比组分组成：

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种云母改性剂，其特征在于，所述聚氧乙烯型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

5.如权利要求1-4任一项所述云母改性剂在制备含云母建筑材料中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述建筑材料包括混凝土和骨料。

7.一种混凝土，其特征在于，所述混凝土中添加有如权利要求1-4任一项所述云母改性剂。

8.根据权利要求7所述的一种混凝土，其特征在于，包括以下组分：

9.根据权利要求7所述的一种混凝土，其特征在于，包括以下重量份组分：

10.如权利要求8所述混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种云母改性剂及其应用和混凝土及其制备方法，云母改性剂，包括以下组分：聚氧乙烯型表面活性剂、聚乙二醇和十二烷基硫酸钠。混凝土包括以下重量份组分：低热硅酸盐水泥290～330kg/m<supgt;3</supgt;、细砂738～765、5～20mm骨料1200～1350kg/m<supgt;3</supgt;、水55～85kg/m<supgt;3</supgt;和云母改性剂2～4kg/m<supgt;3</supgt;。该云母改性剂可直接添加含有云母的建筑材料中，对云母进行改性，提高细骨料云母与水泥石界面结合力，且添加有云母改性剂制备的混凝土的力学性能和抗冻性能均有所提升，即本发明能够解决目前工程上采用人工清除、磁选清除云母片的繁琐工艺，直接在混凝土中添加改性材料就可以解决云母对混凝土带来的不利影响。

技术研发人员：徐中浩,杨代六,田先忠,牟林,张飞跃,彭巨为,申天游,何树林,李黄敏,何碧
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25