[發(fā)明專利]一種改性水泥基復(fù)合材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011574758.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112551989A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷國慶
• 申請（專利權(quán)）人: 成都鹿杭磊建筑科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/42;C04B24/32;C04B24/26;C08F212/08;C08F220/14;C08F2/44;C04B103/30
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本發(fā)明屬于水泥材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性水泥基復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明以硅酸鈉、硅酸鉀形成的混合硅酸鹽進行反應(yīng)，形成聚硅酸類物質(zhì)，再與混合料中的金屬元素進行結(jié)合，形成了聚合硅酸金屬類的絮凝物質(zhì)，通過此絮凝類物質(zhì)，一是增加了與混凝土之間的結(jié)合能力，二是在絮凝物質(zhì)干燥后，可以有效增加其力學(xué)性能，并且與后面加入的復(fù)合料進行絮凝，對顆粒進行包裹，進一步提高了與混凝土的結(jié)合度，利用果膠進行酰胺化處理，一是提高分散性，二是增加與水泥之間的結(jié)合性能，混合單體進行聚合形成苯丙乳液類物質(zhì)，增加粘合性能，挺高與水泥間的結(jié)合，同時利用有機硅水解，聚合提高耐水性，增強了水泥基復(fù)合材料的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水泥材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性水泥基復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代土木工程建筑中，以水泥、水、骨料、礦物摻合料和外加劑為主要組成材料的混凝土由于具有原料來源廣、制備工藝簡單、成型方便和價格低廉等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。盡管混凝土在建筑材料領(lǐng)域具有諸多優(yōu)勢，卻仍存在著抗拉強度低、韌性差等不足。應(yīng)力作用下，當(dāng)混凝土產(chǎn)生第一條裂縫后即可迅速發(fā)生裂縫聯(lián)通擴展，導(dǎo)致混凝土發(fā)生脆性破壞。摻加鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等的纖維混凝土，在一定程度上提高了韌性，但對初始開裂后的極限拉伸強度及拉伸應(yīng)變提高有限，導(dǎo)致傳統(tǒng)纖維混凝土在承受彎曲和拉伸荷載下仍會出現(xiàn)應(yīng)變軟化現(xiàn)象。為提高傳統(tǒng)纖維混凝土性能，滿足纖維混凝土對應(yīng)變硬化能力的需求，近幾十年來國內(nèi)外對于新型纖維增強水泥基復(fù)合材料的研究進展十分迅速，也促使研究人員對于現(xiàn)代纖維混凝土。

進入世紀(jì)，隨著現(xiàn)代大型工程、航空航天、機械等高科技領(lǐng)域的飛速發(fā)展，人們對材料提出了更高的耍求。迄今為止，在土木工輕領(lǐng)域，以水泥混凝土為代表的水泥基材料仍是應(yīng)用最為廣泛、使用最成功的結(jié)構(gòu)工程材料。然而，隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的高層化、大型化、多功能化，水泥泥凝土作為最大宗的結(jié)構(gòu)材料，也逐漸傳統(tǒng)的僅具有承載能力的結(jié)構(gòu)材料向綠色；可持續(xù)、超復(fù)合化、超耐久性、強高性能化、高功能、碳納米管的分散性及其水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能智能化等方向發(fā)展。一方面，普通水泥基材料由于抗拉強度低、初性差，在工程中經(jīng)常產(chǎn)生大量的裂縫，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的安全性和長期耐久性，高耐久問題、增問題已成

為水泥基材料的研究重點；另一方面，在水泥基體中加入碳纖維、聚丙煉纖維等宏觀纖維制備高靭性機敏水泥基復(fù)合材料對在役結(jié)構(gòu)安全進行監(jiān)測，已成為另一研究熱點，但由于這些纖維本身就是脆性材料或者導(dǎo)電性能差等缺點，從而導(dǎo)致水泥基材料結(jié)合性差，力學(xué)性能低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對水泥基材料結(jié)合性差，力學(xué)性能低的問題，提供一種改性水泥基復(fù)合材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

一種改性水泥基復(fù)合材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：

（1）將混合硅酸鹽、鹽酸溶液按質(zhì)量比1:5～6進行超聲震蕩，靜置，再加入混合硅酸鹽質(zhì)量30～35％的混合料，升溫，攪拌，靜置，噴霧干燥，收集干燥物；

（2）將干燥物、果膠及乙醇溶液按質(zhì)量比9～11:3～5:4進行球磨，收集球磨混合物，將球磨混合物、氨水、異丙醇及N,N-二取代酰胺按質(zhì)量比7:13:6～9:5放入反應(yīng)器中，升溫，攪拌，靜置，出料，過濾，洗滌，烘干，收集烘干物；

（3）按重量份數(shù)計，取160～180份水、50～60份混合單體、40～50份烘干物、20～25份復(fù)合料、3～6份引發(fā)劑、1～3份乳化劑，首先將水、混合單體、烘干物及乳化劑放入反應(yīng)釜中，攪拌；

（4）待攪拌結(jié)束后，加入引發(fā)劑，升溫，攪拌，再加入復(fù)合料，攪拌，冷卻，出料，收集出料物，并進行濃縮，收集濃縮物；

（5）按重量份數(shù)計，取80～90份硅酸鹽水泥、40～45份水、15～20份濃縮物、10～13份石英砂、1～2份聚羧酸減水劑，攪拌混合，即得改性水泥基復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中混合硅酸鹽為將硅酸鈉、硅酸鉀按質(zhì)量比7:1混合而成。