【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低碳胶凝材料及其制备方法，属于建筑用低碳胶凝材料，该材料以及制备方法可解决氯氧镁胶凝材料耐水性差以及废旧橡胶难以回收利用的问题。
技术介绍
1、国际能源机构提出了2050年世界水泥工业co2排放总量降低24%的目标，其中37%来自替代胶凝材料的使用。替代胶凝材料一般指的是可以部分或全部代替传统硅酸盐水泥的新型胶凝材料，其减碳核心思路为减少cao的比例、降低烧成温度或直接吸收co2。氯氧镁水泥（moc）是一种气硬性胶凝材料，此种水泥较硅酸盐水泥具有凝结硬化快，容重轻，导热系数低和耐高低温等明显优势，但因其耐水性能过差，易吸潮反卤和变形，与水作用后其硬化体强度大幅度下降，极大地限制了氯氧镁水泥的应用。为提高氯氧镁水泥的耐水性，广泛使用了改性剂，如cn116396049a公开了一种高耐水性氯氧镁水泥及其制备方法，其采用如下原料：轻烧氧化镁，六水氯化镁和缓凝剂，通过调整轻烧氧化镁，六水氯化镁与水的比例，仅使用一种缓凝剂改性氯氧镁水泥，利用缓凝剂中的酸根离子与mg2+配位，增强水化产物在水中的稳定性，使其拥有较好的耐水性。cn1070627a公开了一种改性氯氧镁水泥及其制品，其选用硅溶胶和针状硅灰石粉作为改性剂，并将一部分硅溶胶稀释液涂刷在氯氧镁水泥制品表面。该材料固化过程中无需加温，工艺简单，其产品耐水性好，不易反卤。cn115677252b公开了一种提升氯氧镁水泥再生骨料混凝土耐水性的方法，以预吸掺入的改性剂不断地由再生骨料向外释放，使得氯氧镁水泥再生骨料混凝土中有效的改性剂成分得到补充并与水化产物、水解产物反应生成
2、上述无机改性剂的引入会改变氯氧镁胶凝材料内部的孔隙结构，产生较多有害孔隙，反而不利于氯氧镁胶凝材料的长期使用性能保持。有机改性剂成本较高，且需要大量引入，这也将一定程度上抑制氯氧镁胶凝材料自身的水化过程，从而使该材料的抗压强度等性能下降，上述问题都限制了氯氧镁材料在各个领域的发展。
3、橡胶广泛用于汽车轮胎中，其在使用过程中需要进行硫化处理，硫化以后是一种热固性聚合物，由于它在硫化成型过程中，分子链间形成交联键，使整个分子呈空间网络状结构。受到分子链间交联键的作用，分子链无法移动，使其在使用过后难以进行回收成型利用。常规对废旧轮胎的处理是掩埋、焚烧、堆放，但由于橡胶不会自然分解，大量回收橡胶的堆积和不适当处理，在造成资源浪费的同时，还严重的污染环境。目前研究发现以废轮胎橡胶制取的胶粉或橡胶微粒，可取代部分生胶掺用在生胶料中，可以降低橡胶制品的成本。
4、可见目前对氯氧镁胶凝材料的处理方法均存在一定的问题，由此可见，开发一种低成本、环境友好的低碳胶凝材料及制备方法对于扩展氯氧镁胶凝材料的应用及节能减排实现碳中和目标都具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种低碳胶凝材料及其制备方法，该方法通过调整氯氧镁胶凝材料的组成，引入pvdf纤维以及多孔橡胶微球，在氯氧镁胶凝材料内部凝结硬化产生的5相和3相表面形成疏水性保护膜包裹，避免其与水接触溶解，同时pvdf以及内部少量碳纳米管也能连通氯氧镁胶凝材料内部的多相颗粒，中空的碳纳米管也能在一定程度成为内部水的逸出通道，进一步提高材料的耐水性。此外多孔橡胶微球的加入成为氧化镁、氯化镁反应的位点，使得各晶体颗粒均匀生长，减少氯氧镁胶凝材料内部的有害大孔产生，橡胶颗粒具有一定的弹性，也能一定程度上减缓内部物质吸水形成mg(oh)2后体积膨胀产生的影响。同时也给了废旧轮胎回收利提供了一个方向。
2、本专利技术的目的在于提供一种低碳胶凝材料，更具体的是提供一种具有良好耐水性的氯氧镁胶凝材料，其由以下原料制备而成：mgo、六水氯化镁、水、多孔橡胶微球、碳纳米管、pvdf纤维，所述mgo、六水氯化镁、水的摩尔比为5~10：1：10~15，所述多孔橡胶微球的质量为mgo质量的0.5%~10%，所述碳纳米管的质量为mgo质量的0.01%~2%，所述pvdf纤维质量为mgo质量的1%~3%。通过在常规氯氧镁胶凝材料中引入多孔橡胶微球、碳纳米管、pvdf纤维共同作用，使得材料内部多相颗粒表面形成疏水保护膜包覆，减少了浸水后内部结晶相的水解反应，同时多孔橡胶微球也能减缓内部产生的松散堆积状mg(oh)2导致的材料内部有害大孔的增加，pvdf、碳纳米管与内部结晶相颗粒连接，形成连通氯氧镁胶凝材料内部多相颗粒的骨架，一定程度上也会提升胶凝材料的机械性能，进一步扩展材料应用场景。橡胶微球多孔状的表面形态更有利于提高橡胶微球与其他物质的接触面以及附着性，使之成为胶凝材料水化产生多相颗粒的锚点，提高胶凝材料体系的机械稳定性。
3、作为优选方案，所述氧化镁为轻烧氧化镁，所述轻烧氧化镁的活性指数为60～70％。所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管，所述碳纳米管的管外径尺寸为1.0nm～20.0nm，平均长度为10.0nm～5.0μm。所述多孔橡胶微球粒径d50为0.5～200μm。所述pvdf纤维长度为0.05~50μm。
4、进一步优选，所述mgo、六水氯化镁、水的摩尔比为7：1：10，所述多孔橡胶微球的质量为mgo质量的1%，所述碳纳米管的质量为mgo质量的2%，所述pvdf纤维质量为mgo质量的2%。
5、本专利技术的另一个目的在于提供一种低碳胶凝材料的制备方法，所述低碳胶凝材料由以下原料制备而成：mgo、六水氯化镁、水、多孔橡胶微球、碳纳米管、pvdf纤维，所述mgo、六水氯化镁、水的摩尔比为5~10：1：10~15，所述多孔橡胶微球的质量为mgo质量的0.5%~10%，所述碳纳米管的质量为mgo质量的0.01%~2%，所述pvdf纤维质量为mgo质量的1%~3%，包括如下步骤：（1）按比例称取mgo、六水氯化镁、多孔橡胶微球、碳纳米管、pvdf纤维、水；（2）在搅拌条件下依次将水、碳纳米管、pvdf纤维和多孔橡胶微球加入到水中，持续搅拌5min，之后加入六水氯化镁，持续搅拌至溶解，获得混合液；（3）将步骤（1）中称取的mgo少量多次加入到步骤（2）获得的混合液中，mgo两次加入的间隔至少为10min，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低碳胶凝材料，由以下原料制备而成：MgO、六水氯化镁、水、多孔橡胶微球、碳纳米管、PVDF纤维，其特征在于，所述MgO、六水氯化镁、水的摩尔比为5~10：1：10~15，所述多孔橡胶微球的质量为MgO质量的1%~10%，所述碳纳米管的质量为MgO质量的0%~1%，所述PVDF纤维质量为MgO质量的1%~3%。
2.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述氧化镁为轻烧氧化镁，所述轻烧氧化镁的活性指数为60～70％。
3.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管，所述碳纳米管的管外径尺寸为1.0nm～20.0nm，平均长度为10.0nm～5.0μm。
4.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述多孔橡胶微球粒径D50为0.5～200μm。
5.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述MgO、六水氯化镁、水的摩尔比为7：1：10，所述多孔橡胶微球的质量为MgO质量的5%，所述碳纳米管的质量为MgO质量的1%，所述PVDF纤维质量为MgO质量的2%。p>
6.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述PVDF纤维长度为0.05~50μm。
7.一种权利要求1所述的低碳胶凝材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）按比例称取MgO、六水氯化镁、多孔橡胶微球、碳纳米管、PVDF纤维、水；（2）在搅拌条件下依次将水、碳纳米管、PVDF纤维和多孔橡胶微球加入到水中，持续搅拌5min，之后加入六水氯化镁，持续搅拌至溶解，获得混合液；（3）将步骤（1）中称取的MgO少量多次加入到步骤（2）获得的混合液中，MgO两次加入的间隔至少为10min，持续搅拌使MgO分散均匀获得混合料浆；（4）将步骤（3）得到的混合料浆浇筑在不锈钢模具中，震动抹平后进行养护获得氯氧镁低碳胶凝材料。
8.根据权利要求7所述的低碳胶凝材料制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中混合液加入MgO的次数为n，n为2~10之间的正整数，每次加入MgO的质量为步骤（1）中称取总重量的1/n。
9.根据权利要求7所述的低碳胶凝材料制备方法，其特征在于，所述养护具体为：将震动抹平后的模具置于温度为25℃，湿度为50±5%的环境中进行养护，养护至24h后脱模，之后室内自然养护28天。
10.一种如权利要求1~6任一项所述的低碳胶凝材料的应用，其特征在于，所述低碳胶凝材料用于海岸护堤消浪块、道路混凝土或非结构混凝土中。
...【技术特征摘要】
1.一种低碳胶凝材料，由以下原料制备而成：mgo、六水氯化镁、水、多孔橡胶微球、碳纳米管、pvdf纤维，其特征在于，所述mgo、六水氯化镁、水的摩尔比为5~10：1：10~15，所述多孔橡胶微球的质量为mgo质量的1%~10%，所述碳纳米管的质量为mgo质量的0%~1%，所述pvdf纤维质量为mgo质量的1%~3%。
2.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述氧化镁为轻烧氧化镁，所述轻烧氧化镁的活性指数为60～70％。
3.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管，所述碳纳米管的管外径尺寸为1.0nm～20.0nm，平均长度为10.0nm～5.0μm。
4.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述多孔橡胶微球粒径d50为0.5～200μm。
5.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述mgo、六水氯化镁、水的摩尔比为7：1：10，所述多孔橡胶微球的质量为mgo质量的5%，所述碳纳米管的质量为mgo质量的1%，所述pvdf纤维质量为mgo质量的2%。
6.根据权利要求1所述的低碳胶凝材料，其特征在于，所述pvdf纤维长度为0.05~50μm。...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋凤丹，
申请(专利权)人：北京安科兴业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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