[發(fā)明專利]一種水下環(huán)境服役的混凝土帆布及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110380574.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113105201B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳惠蘇;王春霖
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B41/63;C04B111/74
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

本發(fā)明公開了一種水下環(huán)境服役的混凝土帆布及其制備方法，包括水泥基體和用于填充水泥基體的三維間隔織物，所述水泥基體由硫鋁酸鹽水泥熟料和半水石膏組成，所述硫鋁酸鹽水泥熟料和半水石膏的質(zhì)量比為75~90：10~25。制備方法為先將原材料過100目篩并混合均勻，然后將混合均勻后的水泥粉體分次振入三維間隔織物中，直至三維間隔織物填充密實，無法再填充水泥粉體為止。本發(fā)明適用于水底環(huán)境，特別適合蓄水池池底、溝渠襯底、水渠防護(hù)等飽水環(huán)境中。不會發(fā)生彎曲開裂，工作性能好。具有良好的機械性能，強度發(fā)展較快，5天強度就達(dá)到穩(wěn)定，強度也比自然養(yǎng)護(hù)條件下的強度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混凝土帆布及其制備方法，具體涉及一種水下環(huán)境服役的混凝土帆布及其制備方法。

背景技術(shù)

混凝土帆布是一種新型的建筑材料，凝結(jié)硬化快，早期強度高，且具有優(yōu)異的庇護(hù)性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可以用于護(hù)坡、水管、溝渠襯底及帳篷等。

不同的濕度環(huán)境對水泥基體具有較大的影響。目前較多的對于混凝土帆布的研究都是在自然干態(tài)養(yǎng)護(hù)(T＝20±2℃RH＝60±5％)條件下，此時參與水化的水量較少，而對于潮濕環(huán)境特別是水下環(huán)境中的混凝土帆布的研究較少。且部分適用于自然干態(tài)養(yǎng)護(hù)混凝土帆布的配方在水下環(huán)境中會發(fā)生彎曲開裂，使混凝土帆布喪失工作性能，因此需要對適用于水下環(huán)境的混凝土帆布進(jìn)行探究，使其能在溝渠、水池襯底和管道等飽水環(huán)境中發(fā)揮優(yōu)良作用。普通混凝土帆布的性能受澆水量的影響較大，而混凝土帆布的澆水量和澆水的均勻性受制于人的經(jīng)驗和熟練度。因此需要一種簡易的澆水方式。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種在水中環(huán)境不發(fā)生翹曲的混凝土帆布；本發(fā)明的第二目的在于提供上述混凝土帆布的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種水下環(huán)境服役的混凝土帆布，包括水泥基體和用于填充水泥基體的三維間隔織物，所述水泥基體由硫鋁酸鹽水泥熟料和半水石膏組成，所述硫鋁酸鹽水泥熟料和半水石膏的質(zhì)量比為75～90：10～25。

進(jìn)一步的，上述的組分中，所述硫鋁酸鹽水泥熟料采用725硫鋁酸鹽水泥膠結(jié)料，其中，硫鋁酸鹽水泥熟料中礦物相C₄A₃S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50～80％，礦物相β-C₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為和5～30％，不含石膏相。由于混凝土帆布特殊的灌粉灑水成型的方式，它比同樣膠凝材料配合比下攪拌成型的混凝土具有更高的孔隙率。因此可以通過生成鈣礬石產(chǎn)生體積膨脹彌補較高的孔隙率。通過控制硫鋁酸鹽水泥純熟料的主要礦物相為它可以與石膏復(fù)合生成鈣礬石，產(chǎn)生體積膨脹，彌補混凝土帆布的孔隙。典型化學(xué)反應(yīng)方程式如式1所示。

進(jìn)一步的，所述半水石膏采用α型半水石膏，天然α型半水石膏標(biāo)號為α40，比表面積約為565m²/kg，半水石膏含量高于93％，干燥強度大于30MPa，它的溶解過程較快，利于水化反應(yīng)，具結(jié)晶良好堅實，強度較高。其可以與含高礦物相的水泥熟料進(jìn)行反應(yīng)，并可以通過對兩者的組分含量的限定以達(dá)到控制生成鈣礬石含量的特殊效果，使得混凝土帆布的體積穩(wěn)定性不同于相同配比的水泥凈漿，由于鈣礬石的生成量可以控制，使混凝土帆布在含有大量水分的環(huán)境中，依舊體積穩(wěn)定且保持原有的工作性能。

進(jìn)一步的，所述三維間隔織物包括疏織面、間隔紗和密織面，疏織面、間隔紗和密織面均采用PET纖維制備；所述的間隔紗由經(jīng)紗和緯紗組成，經(jīng)紗和緯紗的兩端分別與疏織面和密織面相連接，具體為可以按照織物的編織要求以一定角度進(jìn)行連接，間隔紗內(nèi)填充有水泥基體。其中，所述三維間隔織物的厚度為5～15mm，厚度的控制使得其柔軟可以折疊，便于貯藏和運輸，疏織面上設(shè)有用于水泥基體透過的方孔，方形孔有助于水泥粉體可以快速振入三維間隔織物內(nèi)，與傳統(tǒng)的圓孔相比，可以大幅提高粉體的振入效率并提升進(jìn)入三維間隔織物內(nèi)的水泥粉體的總含量，從而使得制備的混凝土帆布更為密實牢固；而底面的密織面的孔隙直徑要小于水泥粉體的平均粒徑，以防至粉體的漏失。