[發(fā)明專利]超強耐久材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111058359.0 | 申請日： | 2021-09-09 |
| 公開（公告）號： | CN113715143B | 公開（公告）日： | 2023-05-02 |
| 發(fā)明（設計）人： | 席佳璐;邱肖盼;席玉林 | 申請（專利權(quán)）人： | 席玉林 |
| 主分類號： | B28B11/24 | 分類號： | B28B11/24;B28B11/00;B28C5/00;B28B1/08;B28B3/20;C04B28/00;C04B41/65 |
| 代理公司： | 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369 | 代理人： | 李文會 |
| 地址： | 024000 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰*** | 國省代碼： | 內(nèi)蒙古;15 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 超強 耐久 材料 制備 方法 | ||
1.超強耐久材料的制備方法，其特征在于，包括：
按質(zhì)量百分比計，稱取以下原料：35~57%的磨細水泥、15~45%的級配細砂、15~45%超細灰，以及固含量占原料總量0.3~1.5%的外加劑；將磨細水泥、級配細砂、超細灰和外加劑混合后加水攪拌，得到砂漿；
將砂漿制作成預制件，預制件包括板材、管材或型材，材料成型的厚度范圍為0.5~60mm；
將預制件進行蒸汽養(yǎng)護，然后置于碳化釜內(nèi)真空除氣脫水，接著向碳化釜內(nèi)通入氣態(tài)和液態(tài)CO2，控制壓力和溫度，使進入碳化釜的CO2處于超臨界狀態(tài)并恒溫保壓2~200min；
從碳化釜中取出預制件并對其表面打磨修整，再在預制件表面噴涂防腐耐磨材料；
其中，所述碳化釜外壁包裹有保溫層，所述碳化釜通過管道分別與一真空系統(tǒng)和一超臨界系統(tǒng)連接，所述碳化釜內(nèi)頂部設置有軌道，所述軌道上設置有多個碳化車，每個碳化車下方設置有用于懸吊預制件的掛具；
所述碳化釜的使用過程包括：
入料階段：清理碳化釜，將預制件懸吊于碳化釜入口處的掛具上，通過頂推預制件使其在多個碳化車的掛具上接續(xù)移動，從而進入碳化釜中央，密封關閉碳化釜；
真空階段：啟動與碳化釜連接的真空系統(tǒng)，使碳化釜內(nèi)脫除空氣和水，控制抽真空速率小于0.3atm/min，直至碳化釜內(nèi)的真空度為0.1~0.7atm；
碳化階段；啟動與碳化釜連接的超臨界系統(tǒng)，持續(xù)向碳化釜內(nèi)通入氣體CO2增壓至超臨界壓力，再通入液態(tài)CO2淹沒預制件，調(diào)整溫度至超臨界溫度，按預設時間恒溫保壓后，導出液態(tài)CO2，在預設時間內(nèi)降到常壓，回收CO2后，通入空氣，打開碳化釜，取出預制件；
所述碳化釜設置有A、B兩臺，A、B兩臺碳化釜共用真空系統(tǒng)和超臨界系統(tǒng)；
應用A、B兩臺碳化釜連續(xù)生產(chǎn)的方法包括：
真空平衡：A碳化釜真空階段結(jié)束后，打開A碳化釜和B碳化釜的連接管路，使B碳化釜進入真空階段，A碳化釜和B碳化釜真空平衡后關閉A碳化釜和B碳化釜的連接管路，A碳化釜進入碳化階段，B碳化釜與真空系統(tǒng)連接管路打開，繼續(xù)真空階段，B碳化釜真空階段結(jié)束后關閉真空系統(tǒng)；
碳化平衡：A碳化釜碳化階段和B碳化釜真空階段全部結(jié)束后，打開A和B的超臨界系統(tǒng)連接管路，壓力和溫度平衡后，超臨界系統(tǒng)繼續(xù)工作，抽取A碳化釜液態(tài)CO2送入B碳化釜，直至A碳化釜達到常壓，A碳化釜完成超臨界碳化，B碳化釜繼續(xù)加壓進入超臨界碳化階段；
A碳化釜和B碳化釜在不同的工作階段接替循環(huán)，與真空系統(tǒng)和超臨界系統(tǒng)組成連續(xù)生產(chǎn)線。
2.如權(quán)利要求1所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，在原料中摻加纖維材料，纖維材料在原料總量中的質(zhì)量占比小于12%，纖維材料采用鋼纖維、玄武巖纖維、陶瓷纖維的一種或兩種混合。
3.如權(quán)利要求2所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，原料中的部分磨細水泥和部分超細灰采用偏高嶺土等量替換，偏高嶺土的細度大于800目，偏高嶺土在原料總量中的質(zhì)量占比為5~35%。
4.如權(quán)利要求1所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，在原料中摻加石墨、石墨烯或碳納米管，石墨、石墨烯或碳納米管在原料總量中的質(zhì)量占比0.03~15%。
5.如權(quán)利要求1所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，向碳化釜內(nèi)通入氣態(tài)和液態(tài)CO2的同時還加入苯乙烯，苯乙烯在原料總量中的質(zhì)量占比0.5~6.5%。
6.如權(quán)利要求1所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，向碳化釜內(nèi)通入氣態(tài)和液態(tài)CO2的同時還加入乙醇或者甲醇，乙醇在液態(tài)CO2中摻加的質(zhì)量占比小于8%，甲醇在液態(tài)CO2中摻加的質(zhì)量占比小于6%。
7.如權(quán)利要求1所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，通過PVD、CVD或磁控濺射方式在預制件表面涂鍍氧化鋯、氧化鋁或碳化硅材料，涂鍍層厚度大于1um。
8.如權(quán)利要求1~7任意一項所述的超強耐久材料的制備方法，其特征在于，磨細水泥的比表面積為380~780m2/kg，細度80μm篩余小于7%；
級配細砂的細度為0.1~0.8mm，表觀密度大于2400kg/m3，堆積密度大于1200kg/m3，壓碎值小于6%，含泥量小于0.1%，級配細砂選用石英砂、玄武巖機制砂、金礦尾砂和鐵礦尾砂中至少一種；
超細灰由礦渣和鋼渣粉中的至少一種與硅灰按質(zhì)量比為（0.3~3）：1的比例混合而成，礦渣和鋼渣粉的比表面積均大于4500cm2/g；
外加劑為高效早強減水劑；
磨細水泥、級配細砂、超細灰、外加劑先混合攪拌3~10min，再邊加水邊攪拌，加水攪拌過程中，若后續(xù)采用半干法成型工藝制作預制件，則水灰比小于0.18，若后續(xù)采用濕法成型工藝制作預制件，則水灰比小于0.25，加水攪拌3~15min，停止加水后繼續(xù)攪拌超過3min；
將砂漿制作成預制件采用半干法成型工藝，使用振動壓實成型機，振動頻率大于35Hz，平均振幅大于0.5mm，壓力大于600t/m2；或?qū)⑸皾{制作成預制件采用濕法成型工藝，使用真空硬塑擠出機，擠出壓力2.5~4.5MPa，真空度0.3~0.85atm；
蒸汽養(yǎng)護采用常壓蒸汽養(yǎng)護，蒸汽溫度大于80℃，養(yǎng)護時間不低于3小時；或采用加壓蒸汽養(yǎng)護，蒸汽壓力大于0.3MPa，蒸汽溫度大于120℃，養(yǎng)護時間不低于2小時；
碳化釜內(nèi)真空除氣脫水的真空度控制范圍為0.1~0.7atm。
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