一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法
【專利摘要】一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，它涉及一種復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法。它目的是獲得輕質(zhì)、高強(qiáng)的水泥建筑材料。方法：一、聚合物異形結(jié)構(gòu)的制作；二、水泥漿料制作；三、輕質(zhì)水泥復(fù)合材料成形。本發(fā)明使用連續(xù)的聚合物異形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)取代不連續(xù)的聚合物纖維，將水泥基復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)制由不連續(xù)增強(qiáng)相的獨(dú)立增強(qiáng)改善為連續(xù)增強(qiáng)相的協(xié)同增強(qiáng)，有效提升水泥基復(fù)合材料的使用性能；有效降低材料的重量，減重40％-50％；不改變水泥漿料的流動(dòng)性能；增強(qiáng)相的結(jié)構(gòu)可自由設(shè)計(jì)，復(fù)合材料與預(yù)制結(jié)構(gòu)一體化成形。制作工藝簡單，成本低，工藝過程可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，使用原料豐富，能有效降低水泥建筑材料的重量等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥是建筑工業(yè)的三大基本材料之一，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱，即使是在新型建筑材料不斷出現(xiàn)的今天，水泥仍然是最主要的建筑材料。水泥很少單獨(dú)使用，更多的是作為一種膠體與其他材料組合形成復(fù)合材料使用，使用最廣泛的水泥基復(fù)合材料是混凝土。由于混凝土的斷裂韌性、抗拉，抗彎強(qiáng)度都存在不足，所以出現(xiàn)了纖維增強(qiáng)的水泥基復(fù)合材料，這是一種將短纖維(鋼纖維、碳纖維及聚合物纖維等)做為集料與混凝土攪拌形成的新的復(fù)合材料，借助短纖維與水泥漿料的結(jié)合形成不連續(xù)增強(qiáng)作用，可有效改善混凝土的韌性和強(qiáng)度。此外，還有一種聚合物水泥基復(fù)合材料被廣泛研究，聚合物以乳液形態(tài)參與水泥的固化過程，通過對水泥硬化過程的影響改變水泥的性能。聚合物既是增強(qiáng)材料，又是膠體材料，對水泥起到增韌，增塑，填孔和固化的作用，能大幅改善混凝土材料的強(qiáng)度性能。但上述的新型水泥基復(fù)合材料，仍是困囿在混凝土的研究構(gòu)想，也就是說仍然在傳統(tǒng)水泥材料的范疇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的 是提供一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，目的是獲得輕質(zhì)、聞強(qiáng)的水泥建筑材料。
[0004]異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0005]一、聚合物異形結(jié)構(gòu)的制作:采用熔積成形法將熱塑性材料加工成具有高穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)；其中熱塑性材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龍或者聚氨酯；
[0006]二、水泥漿料制作:按照體積比1: (I~4): (I~1.5)將普通硅酸鹽水泥、細(xì)骨料與水?dāng)嚢杈鶆颍?br> [0007]三、輕質(zhì)水泥復(fù)合材料成形:將聚合物異形結(jié)構(gòu)在模具內(nèi)固定，聚合物異形結(jié)構(gòu)占模具內(nèi)體積的0.1 %~30 %，然后在振動(dòng)條件下灌注水泥漿料，灌注后自然干燥定型，經(jīng)開模、清理、修型后即完成異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備。
[0008]本發(fā)明獨(dú)立于現(xiàn)有的水泥基復(fù)合材料體系，將不連續(xù)的增強(qiáng)相改變?yōu)檫B續(xù)的增強(qiáng)相，借助聚合物異形結(jié)構(gòu)的整體性和良好的柔韌性有效提高水泥的使用強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了水泥基復(fù)合材料與預(yù)定結(jié)構(gòu)制作的一體化成形，同時(shí)降低結(jié)構(gòu)件的重量，工藝簡單，具有良好的可操作性。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:使用連續(xù)的聚合物異形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)取代不連續(xù)的聚合物纖維，將水泥基復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)制由不連續(xù)增強(qiáng)相的獨(dú)立增強(qiáng)改善為連續(xù)增強(qiáng)相的協(xié)同增強(qiáng)，有效提升水泥基復(fù)合材料的使用性能；去除了水泥混凝土中的粗骨料，可有效降低材料的重量，減重40% -50% ;水泥基復(fù)合材料采用灌注式成形，不改變水泥漿料的流動(dòng)性能；增強(qiáng)相的結(jié)構(gòu)可自由設(shè)計(jì)，復(fù)合材料與預(yù)制結(jié)構(gòu)一體化成形。綜上，對比于現(xiàn)有纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，具有制作工藝簡單，成本低，工藝過程可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，使用原料豐富，能有效降低水泥建筑材料的重量等優(yōu)點(diǎn)，是一種輕質(zhì)，高強(qiáng)的新型水泥基結(jié)構(gòu)材料，豐富了水泥建筑材料種類。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為實(shí)施例中制備所得異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0012]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí) 施方式異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0013]一、聚合物異形結(jié)構(gòu)的制作:采用熔積成形法將熱塑性材料加工成具有高穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)；其中熱塑性材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龍或者聚氨酯；
[0014]二、水泥漿料制作:按照體積比1: (I~4): (I~1.5)將普通硅酸鹽水泥、細(xì)骨料與水?dāng)嚢杈鶆颍?br> [0015]三、輕質(zhì)水泥復(fù)合材料成形:將聚合物異形結(jié)構(gòu)在模具內(nèi)固定，聚合物異形結(jié)構(gòu)占模具內(nèi)體積的0.1%~30%，然后在振動(dòng)條件下灌注水泥漿料，灌注后自然干燥定型，經(jīng)開模、清理、修型后即完成異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備。
[0016]本實(shí)施方式步驟一中聚合物異形結(jié)構(gòu)的尺寸可根據(jù)工程實(shí)際需要制作；
[0017]本實(shí)施方式步驟二中細(xì)骨料顆粒尺寸O~5mm級配。
[0018]本實(shí)施方式步驟三中振動(dòng)條件下灌注水泥漿料目的是保證水泥漿料與聚合物異形結(jié)構(gòu)的充分結(jié)合。
[0019]本實(shí)施方式步驟三中模具形狀根據(jù)工程實(shí)際需要制作，材質(zhì)不限。
[0020]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是，步驟一中具有高穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)為金剛石立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者石墨晶體的六邊形立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0021]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是，步驟二中按照體積比1: 2: I將硅酸鹽水泥與細(xì)骨料攪拌均勻。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是，步驟二中按照體積比1: 3: 1.5將硅酸鹽水泥與細(xì)骨料攪拌均勻。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0023]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0024]實(shí)施例:
[0025]異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0026]一、聚合物異形結(jié)構(gòu)的制作:采用熔積成形法將熱塑性材料加工成具有高穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)；其中熱塑性材料為聚乙烯；
[0027]二、水泥漿料制作:按照體積比1: 3: I將普通硅酸鹽水泥、細(xì)骨料與水?dāng)嚢杈鶆颍?br> [0028]三、輕質(zhì)水泥復(fù)合材料成形:將聚合物異形結(jié)構(gòu)在模具內(nèi)固定，聚合物異形結(jié)構(gòu)占模具內(nèi)體積的10%，然后在振動(dòng)條件下灌注水泥漿料，灌注后自然干燥定型，經(jīng)開模、清理、修型后即完成異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備。
[0029]本實(shí)施例步驟一中聚合物異形結(jié)構(gòu)的尺寸為160X40X40mm;
[0030]本實(shí)施例步驟一中具有聞穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)為石墨晶體的TK邊形立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0031]本實(shí)施例步驟二中細(xì)骨料顆粒尺寸O~5_級配。
[0032]本實(shí)施例步驟三中振動(dòng)條件下灌注水泥漿料目的是保證水泥漿料與聚合物異形結(jié)構(gòu)的充分結(jié)合。
[0033]本實(shí)施例步驟三中模具形狀為長方體，材質(zhì)為木質(zhì)。
[0034]本實(shí)施例中所得異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，可見聚合物異形結(jié)構(gòu)作為連續(xù)的增強(qiáng)相，整體性良好并與水泥漿料緊密結(jié)合完成一體化成形。
[0035]本實(shí)施例中所得異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥，經(jīng)檢測，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)40MPa以上，遠(yuǎn)高于水 泥砂漿的20MPa，已達(dá)到高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，其特征在于它按以下步驟實(shí)現(xiàn): 一、聚合物異形結(jié)構(gòu)的制作:采用熔積成形法將熱塑性材料加工成具有高穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)；其中熱塑性材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龍或者聚氨酯； 二、水泥漿料制作:按照體積比1: (I~4): (I~1.5)將普通硅酸鹽水泥、細(xì)骨料與水?dāng)嚢杈鶆颍? 三、輕質(zhì)水泥復(fù)合材料成形:將聚合物異形結(jié)構(gòu)在模具內(nèi)固定，聚合物異形結(jié)構(gòu)占模具內(nèi)體積的0.1 %~30%，然后在振動(dòng)條件下灌注水泥漿料，灌注后自然干燥定型，經(jīng)開模、清理、修型后即完成異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，其特征在于步驟一中具有高穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)為金剛石立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者石墨晶體的六邊形立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，其特征在于步驟二中按照體積比1:2:I將硅酸鹽水泥與細(xì)骨料攪拌均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種異形聚合物結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的復(fù)合輕質(zhì)水泥的制備方法，其特征在于步驟二中按照體積比1: 3: 1.5將硅酸鹽水泥與細(xì)骨料攪拌均勻。
【文檔編號】C04B16/12GK104016642SQ201410289026
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】任明星, 任洋 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)