本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種熱致速凝膠囊的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、硅酸鈉(na2sio3)俗稱水玻璃，它是一種常用的堿激發(fā)劑，能夠促進(jìn)礦粉中的硅鋁酸鹽等成分與水發(fā)生水化反應(yīng)，促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)活性，從而加快混凝土的凝結(jié)速度，提高混凝土的早期和后期強(qiáng)度，并改善混凝土的工作性能。目前，研究人員致力于不斷改進(jìn)硅酸鈉膠囊的制備技術(shù)，用以修復(fù)混凝土中的裂紋。當(dāng)施加溫度場(chǎng)時(shí)石蠟熔化將包裹的硅酸鈉釋放出來，促進(jìn)礦粉中的硅鋁酸鹽等成分與水發(fā)生水化反應(yīng)，促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)活性，可有效地修復(fù)混凝土中的裂縫，提高混凝土的致密性和耐久性。

2、熱致速凝膠囊是通過使用熱熔材料包裹堿激發(fā)劑制備而成，常用的堿激發(fā)劑包括氫氧化鈉、硅酸鈉等。通過施加溫度場(chǎng)溶解殼層材料釋放內(nèi)部堿激發(fā)劑可使得混凝土快速凝固，是一種有效控制混凝土凝結(jié)過程的技術(shù)，在3d打印混凝土等需要控制水泥凝結(jié)等場(chǎng)景有諸多應(yīng)用。

3、現(xiàn)在常用的熱致速凝膠囊制備方法大都采用化學(xué)法制備，制備過程復(fù)雜，想要進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)其成本較高，同時(shí)采用的許多有機(jī)外殼通常對(duì)人體有害。并且制備裝置過于復(fù)雜，浪費(fèi)人力物力，大大提高了成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種熱致速凝膠囊的制備方法及其應(yīng)用，采用物理法制備膠囊，制備過程更加容易控制，且實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化制備流程，成本低，效率高，有利于工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：

3、提供了一種熱致速凝膠囊的制備方法，其具體步驟如下：

4、1)蠟溶液準(zhǔn)備：將切碎的蠟放入到加熱池當(dāng)中熔化，待其完全熔化后設(shè)置溫度進(jìn)行保溫，防止蠟固化；

5、2)噴涂裝置準(zhǔn)備：通過輸送管直接將熔化的蠟從加熱池輸送至可加熱噴槍，可加熱噴槍連接底噴式流化床，輸送管通過加熱帶進(jìn)行加熱；

6、3)硅酸鈉進(jìn)料：將硅酸鈉顆粒物料加入進(jìn)料倉，設(shè)備利用排氣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓氣流通過進(jìn)料管道直接將物料壓入至流化床的原料容器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料；

7、4)膠囊制備：?jiǎn)?dòng)流化床使得硅酸鈉顆粒懸浮于裝置內(nèi)，啟動(dòng)可加熱式噴槍使得液態(tài)蠟霧化成小液滴沿著氣流方向均勻黏附在硅酸鈉顆粒表面，噴涂前調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)溫度使蠟固化牢牢黏附在顆粒表面，得到膠囊；

8、5)顆粒分散:制備完畢后出料，將步驟4)所得膠囊置于傳送帶上，在傳送過程中加入固體潤滑劑，傳送帶加入左右振動(dòng)裝置以提高顆粒分散性防止顆粒粘結(jié)，制備過程結(jié)束，即得熱致速凝膠囊。

9、按上述方案，所述步驟1)中，所選用的蠟為椰子蠟、石蠟中的一種。優(yōu)選地，蠟的熔點(diǎn)為40-60℃，所選蠟在60℃以上完全熔化為液態(tài)。

10、按上述方案，所述步驟1)中，加熱池直接采用輸送管與噴槍相連，并包含一個(gè)溫度檢測(cè)及控制裝置，保溫溫度為60-80℃。

11、按上述方案，所述步驟1)中，所選用的蠟為步驟3)所用硅酸鈉顆粒的10wt％-30wt％。

12、按上述方案，所述步驟2)中，可加熱噴槍溫度為45-90℃，加熱帶溫度為50-100℃；優(yōu)選地，噴槍口徑為0.3-0.5mm。

13、按上述方案，所述步驟2)中，硅酸鈉平均粒徑為0.8-1mm。

14、按上述方案，所述步驟4)中，流化床進(jìn)風(fēng)速度0.5-2m/s，進(jìn)風(fēng)溫度為40-60℃。

15、按上述方案，所述步驟5)中，所使用的固體潤滑劑為滑石粉或石墨中的一種。

16、按上述方案，所述步驟5)中，振動(dòng)裝置振動(dòng)頻率為10-50hz。

17、按上述方案，所述步驟5)中，固體潤滑劑用量為硅酸鈉顆粒的5wt％-15wt％。

18、按上述方案，所述步驟5)中，所得熱致速凝膠囊表面規(guī)則，具有一層薄薄的蠟殼，殼層厚度為50-100μm。

19、提供一種上述制備方法制備所得熱致速凝膠囊在混凝土中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明的有益效果如下：

21、1.本發(fā)明通過流化床技術(shù)制備石蠟包裹硅酸鈉的膠囊，當(dāng)石蠟液體經(jīng)過噴槍霧化噴出后由于進(jìn)風(fēng)溫度略低于蠟固化溫度，當(dāng)霧化液滴黏附在硅酸鈉顆粒表面會(huì)固化，在硅酸鈉顆粒表面形成薄薄的蠟殼層，由于每一個(gè)硅酸鈉顆粒在流化床中的運(yùn)動(dòng)都是隨機(jī)的，因此殼層結(jié)構(gòu)是均勻致密的；同時(shí)在傳送過程中，通過固體潤滑劑對(duì)膠囊進(jìn)行分散，同時(shí)可填充膠囊表面的空隙，使得顆粒更加規(guī)則；本發(fā)明采用物理法制備膠囊，制備過程更加容易控制，且實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化制備流程，大大節(jié)約了人力、物力、財(cái)力，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；制備過程中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體以及環(huán)境有害的物質(zhì)產(chǎn)生，制備工藝綠色環(huán)保，具有重要的應(yīng)用前景。

22、2.本發(fā)明所得包覆蠟殼層的硅酸鈉膠囊，殼層均勻致密，再通過潤滑劑填充縫隙，顆粒更加規(guī)則，用于混凝土中，可以避免膠囊因所受應(yīng)力不均而破裂以及對(duì)混凝土強(qiáng)度造成不良影響。

技術(shù)特征：

1.一種熱致速凝膠囊的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，所選用的蠟為椰子蠟、石蠟中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，所選用的蠟的熔點(diǎn)為40-60℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，加熱池直接采用輸送管與噴槍相連，并包含一個(gè)溫度檢測(cè)及控制裝置，保溫溫度為60-80℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，所選用的蠟為步驟3)所用硅酸鈉顆粒的10-30wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，固體潤滑劑用量為硅酸鈉顆粒的5-15wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，可加熱噴槍溫度為45-90℃，加熱帶溫度50-100℃；所述步驟4)中，流化床進(jìn)風(fēng)速度0.5-2m/s，進(jìn)風(fēng)溫度為40-60℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，所使用的固體潤滑劑為滑石粉或石墨中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，振動(dòng)裝置振動(dòng)頻率為10-50hz。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制備所得熱致速凝膠囊在混凝土中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種熱致速凝膠囊的制備方法及其應(yīng)用。其步驟為：1)將切碎的蠟放入到加熱池當(dāng)中熔化；2)通過輸送管直接將熔化的蠟從加熱池輸送至可加熱噴槍；3)將硅酸鈉顆粒物料加入進(jìn)料倉；4)啟動(dòng)流化床使得硅酸鈉顆粒懸浮于裝置內(nèi)，啟動(dòng)可加熱式噴槍使得液態(tài)蠟霧化成小液滴沿著氣流方向均勻黏附在硅酸鈉顆粒表面，噴涂前調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)溫度使蠟固化牢牢黏附在顆粒表面，得到膠囊；5)制備完畢后出料，將膠囊置于傳送帶上，在傳送過程中加入固體潤滑劑，傳送帶加入左右振動(dòng)裝置以提高顆粒分散性，即得熱致速凝膠囊。該方法實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化制備流程，過程更加可控，制備過程無有害物質(zhì)產(chǎn)生，所得膠囊殼層均勻，顆粒更加規(guī)則，具有工業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：黃健,寇章圣,胡海龍,譚洪波,蹇守衛(wèi),李相國,馬保國,呂陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10