水泥基浮力材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水泥基浮力材料，其配方為：硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1：3～1：9；第一化學(xué)添加劑、硅酸鹽水泥和水的質(zhì)量比為：0.8～2.5：100：180～250，其中，所述第一化學(xué)添加劑為混凝土減水劑或表面活性劑。本發(fā)明還提供一種所述水泥基浮力材料的制備方法。
【專利說明】水泥基浮力材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水泥基浮力材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋資源的開發(fā)，可泊式、移動(dòng)式、固定式大型浮式結(jié)構(gòu)將會(huì)成為海上生產(chǎn)、生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
[0003]目前，深海潛器用浮力材料通常采用環(huán)氧樹脂復(fù)合改性高強(qiáng)玻璃微珠制備而成。然而，盡管此種浮力材料強(qiáng)度高，但因其可燃，且成本昂貴，并不適于海上或水上大宗土木工程之用。
[0004]水泥基材料是量大面廣的土木工程材料。然而，一般的水泥基輕質(zhì)材料，如泡沫混凝土、陶砂混凝土等，當(dāng)其容重小于800kg/m3時(shí)，抗壓強(qiáng)度難以達(dá)到5MPa以上；在容重為500kg/m3左右時(shí)，抗壓強(qiáng)度也鮮有達(dá)到2MPa者，通常小于IMPa。因此，它們難以用作海上或水上大型浮式結(jié)構(gòu)建設(shè)的工程材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]綜上所述，有必要提供一種輕質(zhì)、高強(qiáng)的水泥基浮力材料及其制備方法。
[0006]一種水泥基浮力材料，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;第一化學(xué)添加劑、硅酸鹽水泥和水的質(zhì)量比為:0.8~2.5:100:180~250，其中，所述第一化學(xué)添加劑為混凝土減水劑或表面活性劑。
[0007]一種水泥基浮力材料，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;混凝土減水劑:水溶性纖維素:硅酸鹽水泥:水的質(zhì)量比為:0.8~2.5:0~0.05:100:180 ~250。
[0008]一種上述的水泥基浮力材料的制備方法，包括以下步驟:S1:將所述硅酸鹽水泥、玻璃微珠和上述化學(xué)添加劑干拌混合，形成一混合料；S2:將水加入所述混合料中攪拌，形成一漿料；以及S3:將所述漿料注入模具并密封成型。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的水泥基浮力材料的容重可以達(dá)到500 kg/m3~900 1^/!113，且其抗壓強(qiáng)度可達(dá)3.0 MPa以上。從而使該水泥基浮力材料可以大量用作海上或水上大型浮式結(jié)構(gòu)建設(shè)的工程材料。本發(fā)明實(shí)施例提供的水泥基浮力材料還具有原料來源廣、成本低等特點(diǎn)。此外，本發(fā)明提供的水泥基浮力材料的制備方法還具有簡單易行，易于工業(yè)化等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的水泥基浮力材料的制備方法流程圖。
[0011]主要元件符號(hào)說明 無
如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)表述。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種水泥基浮力材料，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;第一化學(xué)添加劑、硅酸鹽水泥和水的質(zhì)量比為:0.8~2.5:100:180~250。其中，所述第一化學(xué)添加劑可以為混凝土減水劑或增加粉體分散性的表面活性劑。所述水泥基浮力材料可以僅由上述材料組成。
[0014]所述硅酸鹽水泥可以為P.042.5型硅酸鹽水泥、P.052.5型硅酸鹽水泥、42.5R型硅酸鹽水泥、52.5R型硅酸鹽水泥或其它型號(hào)的普通水泥。
[0015]所述玻璃微珠優(yōu)選為最大粒徑不超過65 μ m~85 μ m的娃酸鹽玻璃微珠。所述玻璃微珠的抗壓強(qiáng)度優(yōu)選為20 MPa~70MPa、真實(shí)密度優(yōu)選為0.3 g/cm3~0.6g/cm3。
[0016]所述混凝土減水劑可以是萘系減水劑、聚羧酸減水劑或其它種類的減水劑。
[0017]所述水泥基浮力材料可以進(jìn)一步包括一第二化學(xué)添加劑，該第二化學(xué)添加劑用于改善所述水泥基浮力材料拌和物的粘聚性及勻質(zhì)性，其可以為水溶性纖維素等高分子化合物。所述第二化學(xué)添加劑與硅酸鹽水泥的質(zhì)量比可以為O~0.05:100。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供的水泥基浮力材料通過優(yōu)化各種材料的比例，從而使該水泥基浮力材料可以獲得較小的容重的同時(shí)達(dá)到較大的抗壓強(qiáng)度，其容重可以達(dá)到500 kg/m3~900 1^/!113，且其抗壓強(qiáng)度可達(dá)3.0 MPa以上。進(jìn)而使該水泥基浮力材料可以大量用作海上或水上大型浮式結(jié)構(gòu)建設(shè)的工程材料。另外，本發(fā)明實(shí)施例提供的水泥基浮力材料還具有原料來源廣、成本低等特點(diǎn)。
[0019]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種水泥基浮力材料的制備方法，包括:
S1:將所述硅酸鹽水泥、玻璃微珠和上述化學(xué)添加劑干拌混合，形成一混合料；
52:將水加入所述混合料中攪拌，形成一漿料；以及
53:將所述漿料注入模具并密封成型。
[0020]在步驟SI中，可以用攪拌機(jī)干拌所述混合料，且所述干拌的時(shí)間優(yōu)選為5秒~90秒。
[0021]在步驟S2中，可以一次性或分次加入拌和用水，但應(yīng)控制總攪拌時(shí)間為35秒~300 秒。
[0022]在步驟S3中，常溫下，所述密封成型的時(shí)間為7天以上。所述密封成型可以在常溫下進(jìn)行。若采用高溫養(yǎng)護(hù)，如50攝氏度以上，其密封成型的時(shí)間可適當(dāng)縮短至2天內(nèi)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供的水泥基浮力材料的制備方法無需復(fù)雜的工藝，因此具有工藝簡單，易于操作等特點(diǎn)。
[0024]實(shí)施例1
P.042.5金隅水泥體積與3M-S35型硅酸鹽玻璃微珠的體積比為1:8 ；NF-6減水劑、P.042.5金隅水泥與水的質(zhì)量比為1.5:100:230。在20°C條件下，密封養(yǎng)護(hù)7天。測試其抗壓強(qiáng)度分別為3.5(0.5 MPa，容重約為550 kg/m3。
[0025]實(shí)施例2
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于密封養(yǎng)護(hù)28天。測試其抗壓強(qiáng)度分別為4.2(0.3MPa，容重約為 570 kg/m3。[0026]實(shí)施例3
P.052.5R冀東硅酸鹽水泥與3M-S60型硅酸鹽玻璃微珠的體積比為1:3 ;聚羧酸型減水劑、羧甲基纖維素鈉、P.052.5R冀東硅酸鹽水泥與水的質(zhì)量比為0.8:0.05:100:200。在20°C條件下，密封養(yǎng)護(hù)7天。測試其抗壓強(qiáng)度分別為7.8 (0.5 MPa，容重約為840 kg/m3。
[0027]實(shí)施例4
與實(shí)施例3基本相同，不同之處在于密封養(yǎng)護(hù)28天。測試其抗壓強(qiáng)度分別為
9.5 (0.5MPa,容重約為 850kg/m3。
[0028] 另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當(dāng)然這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥基浮力材料，其特征在于，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;第一化學(xué)添加劑、硅酸鹽水泥和水的質(zhì)量比為:0.8~2.5:100:180~250，其中，所述第一化學(xué)添加劑為混凝土減水劑或表面活性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述玻璃微珠為最大粒徑不超過65 μ m~85 μ m的娃酸鹽玻璃微珠。
3.如權(quán)利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述玻璃微珠的抗壓強(qiáng)度為20MPa~70Mpa且所述玻璃微珠的真實(shí)密度為0.3 g/cm3~0.6g/cm3。
4.如權(quán)利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述水泥基浮力材料進(jìn)一步包括一第二化學(xué)添加劑，用于改善所述水泥基浮力材料的拌和物的粘聚性及勻質(zhì)性。
5.如權(quán)利要求4所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述第二化學(xué)添加劑為水溶性纖維素，所述第二化學(xué)添加劑與硅酸鹽水泥的質(zhì)量比為O~0.05:100。
6.如權(quán)利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述水泥基浮力材料的容重為500 kg/m3~900 kg/m3，且其抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.0 MPa以上。
7.—種水泥基浮力材料，其特征在于，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;混凝土減水劑、水溶性纖維素、硅酸鹽水泥和水的質(zhì)量比為:0.8~2.5:0~0.05:100:180 ~250。
8.—種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的水泥基浮力材料的制備方法，包括以下步驟: 51:將所述硅酸鹽水泥、玻璃微珠和上述化學(xué)添加劑干拌混合，形成一混合料； 52:將水加入所述混合料中攪拌，形成一漿料；以及 53:將所述漿料注入模具并密封成型。
9.如權(quán)利要求8 所述的制備方法，其特征在于，常溫下，所述密封成型的時(shí)間為7天以上。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，通過一次性或分次加入拌和用水，并控制總攪拌時(shí)間為35秒~300秒。
【文檔編號(hào)】C04B28/04GK103951354SQ201410204454
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】路新瀛 申請(qǐng)人:清華大學(xué)