一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料及其制備方法，由火山灰基料、鋁酸鹽水泥、增強(qiáng)粉、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、速凝劑和添加劑組成，火山灰基料由單質(zhì)硅粉、氧化鋁微粉、石英砂、骨粉、金屬粉、鈉長石燒結(jié)后與火山灰混合粉磨而成，增強(qiáng)粉由煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰、赤泥、鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉燒結(jié)后粉磨而成，添加劑由淀粉、碳酸鈉和羧甲基纖維素組成。在使用時(shí)，將該復(fù)合材料與砂石、水拌合形成混凝土進(jìn)行施工，與現(xiàn)有的普通水泥混凝土相比，具有很高的強(qiáng)度和耐海水沖刷侵蝕性，能夠大幅度提高堤壩的使用壽命。
【專利說明】
一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及到建筑材料領(lǐng)域的水泥混凝土，具體的說是一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于海水中含有大量的鹽及攜帶泥沙，在自然條件下沖刷海岸線會(huì)對(duì)海岸線造成巨大的侵蝕作用。為了避免海浪對(duì)海岸線的侵蝕作用，需要在海岸線上澆筑防止海浪沖刷的堤壩。由于水泥混凝土具有高強(qiáng)度、耐沖刷侵蝕以及原料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，這些堤壩往往采用普通的水泥與砂石混合形成混凝土砌筑而成，但是，由于海水本身的侵蝕作用非常大，會(huì)導(dǎo)致筑造堤壩的水泥混凝土耐候性能大幅度降低，隨著時(shí)間的推移，混凝土堤壩的表面會(huì)產(chǎn)生凹坑、裂縫等缺陷，而且這些缺陷很難修復(fù)，海水會(huì)隨著裂縫進(jìn)入到混凝土堤壩內(nèi)，隨著自然條件的變化(主要是低溫)，會(huì)造成這些缺陷的擴(kuò)大化，進(jìn)而影響到整段堤壩的壽命O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有的混凝土堤壩在海浪侵蝕下產(chǎn)生的凹坑、裂縫等缺陷會(huì)影響整段堤壩壽命的問題，本發(fā)明提供了一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料及其制備方法，在使用時(shí)，將該復(fù)合材料與砂石、水拌合形成混凝土進(jìn)行施工，與現(xiàn)有的普通水泥混凝土相比，具有很高的強(qiáng)度和耐海水沖刷侵蝕性，能夠大幅度提高堤壩的使用壽命。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，按照重量比，由30-40%的火山灰基料、45-50%的鋁酸鹽水泥、10-15%的增強(qiáng)粉、2-3%的環(huán)氧樹脂、0.6-0.8%的環(huán)氧樹脂固化劑、0.4-0.6%的速凝劑和1_1.6%的添加劑制成，按照重量比，所述火山灰基料由7-8份的單質(zhì)硅粉、8-10份的氧化鋁微粉、20-24份的石英砂、3-5份的骨粉、4-5份的金屬粉、7-9份的鈉長石燒結(jié)后與14-18份的火山灰混合粉磨而成，所述增強(qiáng)粉由15-17份的煅燒高嶺土、4-6份的黏土、7-9份的煤矸石、8-10份的鋁灰、3-5份的赤泥、0.8-1份的鉬鐵粉、0.8-1份的鎳鐵粉和0.8-1份的硅鐵粉燒結(jié)后粉磨而成，所述添加劑由15-17份的淀粉、1-2份的碳酸鈉和6-8份的羧甲基纖維素組成。
[0005]所述金屬粉為鋁粉、鎳粉和鐵粉按照重量比2:0.8:3的比例混合而成。
[0006]所述火山灰基料和增強(qiáng)粉的粒徑不超過150微米。
[0007]上述用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
1)按照上述的比例稱取各物料，備用；
2)選取步驟I)稱量好的淀粉、碳酸鈉和羧甲基纖維素混合均勻后配制成添加劑，并將其與市售的環(huán)氧樹脂固化劑、速凝劑分別裝袋儲(chǔ)存；
3)選取步驟I)稱量好的單質(zhì)硅粉、氧化鋁微粉、石英砂、骨粉、金屬粉和鈉長石，首先將單質(zhì)硅粉按照重量比分成1:3的兩部分，然后將金屬粉、石英砂和重量多的那部分單質(zhì)硅粉混合均勻后置于1800°C的燒結(jié)爐內(nèi)，待其完全熔融后將氧化鋁微粉加入到其中并保持該溫度2-3h，而后向燒結(jié)爐內(nèi)鼓入二氧化碳?xì)怏w降溫，待爐內(nèi)溫度降低至1600°C時(shí)，將骨粉、鈉長石和剩余的單質(zhì)硅粉加入到熔融物中，在保持燒結(jié)爐內(nèi)二氧化碳氛圍的條件下將爐溫升高到1800°C，并保持該溫度I_2h，而后冷卻、粉磨得到混合粉末，將該混合粉末與火山灰混合均勻，即得到火山灰基料；
4)選取步驟I)稱量好的煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰和赤泥混合均勻送入燒結(jié)爐內(nèi)，在1600°C的條件下燒結(jié)2-3h，然后向其中加入鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉，繼續(xù)升溫至1900°C，而后保持該溫度3-5h，冷卻后粉磨即得到增強(qiáng)粉；
5)將步驟3)得到的火山灰基料與步驟4)得到的增強(qiáng)粉混合，而后送入燒結(jié)爐，在1800°C的溫度下燒結(jié)4-5h后降溫冷卻，然后將其與鋁酸鹽水泥和環(huán)氧樹脂混合、粉磨后裝袋，最后再將其與裝有添加劑、市售的環(huán)氧樹脂固化劑和速凝劑的袋子包裝在一起即制得產(chǎn)品。
[0008]所述步驟5)中的降溫冷卻是指:先以0.5°C/min的降溫速率降溫至1700°C，而后再以100-200°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。
[0009]所述步驟4)中的冷卻是指以100-200°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。
[0010]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明的火山灰基料中含有的氧化鋁、石英砂、鈉長石和鋁粉、鎳粉、鐵粉組成的金屬粉，在1800°C高溫下進(jìn)行初次燒結(jié)，其中的鈉長石分解產(chǎn)生的氧化鋁以及原本加入的氧化鋁、金屬粉氧化產(chǎn)生的氧化鐵、氧化鎳與氧化硅產(chǎn)生S12- Fe2O3及類似S12與Fe2O3結(jié)合的玻璃相，從而大幅度提高了強(qiáng)度和密實(shí)度，增強(qiáng)了基料的抗熱震性能和耐酸堿腐蝕性;之后，加入的單質(zhì)硅粉在二氧化碳環(huán)境中燒結(jié)，仍保留單質(zhì)形態(tài)，并在高溫下與骨粉形成粘塑性相，彌散分布在材料中，提高材料的韌性，改善澆注料的抗熱震性;最后，氧化鋁與氧化硅反應(yīng)生成針、柱狀的莫來石晶體，從而進(jìn)一步改善基料的強(qiáng)度；
2)本發(fā)明將火山灰基料與增強(qiáng)粉混合后再次進(jìn)行燒結(jié)，未參與反應(yīng)的氧化硅和石英砂熔融條件下，能改善熔融態(tài)體系中顆粒的緊密堆積，氧化鋁微粉活性大，作為填充料粒度易于分散，大大提高其填充率，三種物料實(shí)現(xiàn)復(fù)合火山灰效應(yīng)，對(duì)提高材料的抗壓強(qiáng)度和抗侵蝕性能具有很強(qiáng)的作用；
3)本發(fā)明的增強(qiáng)粉中含有的煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰和赤泥在1600°C燒結(jié)，使得含有的氧化鐵(赤泥中含有)、氧化鋁(鋁灰中含有)和氧化硅(煤矸石)反應(yīng)，形成S12-Fe2O3及針、柱狀的莫來石晶體，大幅度提高增強(qiáng)粉的強(qiáng)度和抗熱震性能;而后，通過在其中加入鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉，由于燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間的原因，少部分鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉會(huì)彌散于還未徹底成型的S12- Fe2O3及針、柱狀的莫來石結(jié)構(gòu)中，從而進(jìn)一步提高了強(qiáng)度，絕大部分的鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉仍保持其形態(tài)和性能融合于增強(qiáng)粉中，形成類似于金屬陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能，大幅度提高其耐侵蝕性和強(qiáng)度；
4)本發(fā)明將火山灰基料與增強(qiáng)粉混合后再次進(jìn)行燒結(jié)，可以使得以上兩種不同的增強(qiáng)相有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高上述增強(qiáng)相的含量，同時(shí)，采用燒結(jié)后急速冷卻的方式，可以使物料中的增強(qiáng)相之間產(chǎn)生裂隙缺陷，從而在不破壞增強(qiáng)相的前提下易于粉碎；
5)環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂固化劑與水泥基非金屬材料混合使用，增強(qiáng)了材料的防水性能，并保證很高的交聯(lián)密度，可在室溫和潮濕環(huán)境條件下固化，優(yōu)于其他水聚合物;環(huán)氧樹脂對(duì)金屬和非金屬表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，耐腐性、抗凍融性和抗?jié)B透性好。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述，各實(shí)施例中所用的物料組分，均為本領(lǐng)域常規(guī)原料。
[0012]實(shí)施例1
一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，按照重量比，由30%的火山灰基料、50%的鋁酸鹽水泥、15%的增強(qiáng)粉、2%的環(huán)氧樹脂、0.8%的環(huán)氧樹脂固化劑、0.6%的速凝劑和1.6%的添加劑制成，按照重量比，所述火山灰基料由7份的單質(zhì)硅粉、8份的氧化鋁微粉、20份的石英砂、3份的骨粉、4份的金屬粉、7份的鈉長石燒結(jié)后與14份的火山灰混合粉磨而成，所述增強(qiáng)粉由15份的煅燒高嶺土、4份的黏土、7份的煤矸石、8份的鋁灰、3份的赤泥、0.8份的鉬鐵粉、I份的鎳鐵粉和0.9份的硅鐵粉燒結(jié)后粉磨而成，所述添加劑由15份的淀粉、I份的碳酸鈉和6份的羧甲基纖維素組成;所述金屬粉為鋁粉、鎳粉和鐵粉按照重量比2:0.8:3的比例混合
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[0013 ]上述用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
1)按照上述的比例稱取各物料，備用；
2)選取步驟I)稱量好的淀粉、碳酸鈉和羧甲基纖維素混合均勻后配制成添加劑，并將其與市售的環(huán)氧樹脂固化劑、速凝劑分別裝袋儲(chǔ)存；
3)選取步驟I)稱量好的單質(zhì)硅粉、氧化鋁微粉、石英砂、骨粉、金屬粉和鈉長石，首先將單質(zhì)硅粉按照重量比分成1:3的兩部分，然后將金屬粉、石英砂和重量多的那部分單質(zhì)硅粉混合均勻后置于1800°C的燒結(jié)爐內(nèi)，待其完全熔融后將氧化鋁微粉加入到其中并保持該溫度2h，而后向燒結(jié)爐內(nèi)鼓入二氧化碳?xì)怏w降溫，待爐內(nèi)溫度降低至1600°C時(shí)，將骨粉、鈉長石和剩余的單質(zhì)硅粉加入到熔融物中，在保持燒結(jié)爐內(nèi)二氧化碳氛圍的條件下將爐溫升高到1800 0C，并保持該溫度Ih，而后冷卻、粉磨得到混合粉末，將該混合粉末與火山灰混合均勻，即得到火山灰基料；
4)選取步驟I)稱量好的煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰和赤泥混合均勻送入燒結(jié)爐內(nèi)，在1600°C的條件下燒結(jié)2h，然后向其中加入鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉，繼續(xù)升溫至1900°C，而后保持該溫度3h，冷卻后粉磨即得到增強(qiáng)粉；
5)將步驟3)得到的火山灰基料與步驟4)得到的增強(qiáng)粉混合，而后送入燒結(jié)爐，在1800°C的溫度下燒結(jié)4h后降溫冷卻，然后將其與鋁酸鹽水泥和環(huán)氧樹脂混合、粉磨后裝袋，然后將其與裝有添加劑、市售的環(huán)氧樹脂固化劑和速凝劑的袋子包裝在一起即制得產(chǎn)品。
[0014]以上為本實(shí)施例的基本實(shí)施方式，可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的限定:
如，所述火山灰基料和增強(qiáng)粉的粒徑不超過150微米；
又如，所述步驟5)中的降溫冷卻是指:先以0.5°C/min的降溫速率降溫至1700°C，而后再以100°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫；
再如，所述步驟4)中的冷卻是指以100°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。
[0015]實(shí)施例2
一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，按照重量比，由40%的火山灰基料、45%的鋁酸鹽水泥、10%的增強(qiáng)粉、3%的環(huán)氧樹脂、0.6%的環(huán)氧樹脂固化劑、0.4%的速凝劑和1%的添加劑制成，按照重量比，所述火山灰基料由8份的單質(zhì)硅粉、10份的氧化鋁微粉、24份的石英砂、5份的骨粉、5份的金屬粉、9份的鈉長石燒結(jié)后與18份的火山灰混合粉磨而成，所述增強(qiáng)粉由17份的煅燒高嶺土、6份的黏土、9份的煤矸石、10份的鋁灰、5份的赤泥、0.9份的鉬鐵粉、0.8份的鎳鐵粉和I份的硅鐵粉燒結(jié)后粉磨而成，所述添加劑由17份的淀粉、2份的碳酸鈉和8份的羧甲基纖維素組成;所述金屬粉為鋁粉、鎳粉和鐵粉按照重量比2:0.8:3的比例混合而成。
[0016]上述用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
1)按照上述的比例稱取各物料，備用；
2)選取步驟I)稱量好的淀粉、碳酸鈉和羧甲基纖維素混合均勻后配制成添加劑，并將其與市售的環(huán)氧樹脂固化劑、速凝劑分別裝袋儲(chǔ)存；
3)選取步驟I)稱量好的單質(zhì)硅粉、氧化鋁微粉、石英砂、骨粉、金屬粉和鈉長石，首先將單質(zhì)硅粉按照重量比分成1:3的兩部分，然后將金屬粉、石英砂和重量多的那部分單質(zhì)硅粉混合均勻后置于1800°C的燒結(jié)爐內(nèi)，待其完全熔融后將氧化鋁微粉加入到其中并保持該溫度3h，而后向燒結(jié)爐內(nèi)鼓入二氧化碳?xì)怏w降溫，待爐內(nèi)溫度降低至1600°C時(shí)，將骨粉、鈉長石和剩余的單質(zhì)硅粉加入到熔融物中，在保持燒結(jié)爐內(nèi)二氧化碳氛圍的條件下將爐溫升高到1800 0C，并保持該溫度2h，而后冷卻、粉磨得到混合粉末，將該混合粉末與火山灰混合均勻，即得到火山灰基料；
4)選取步驟I)稱量好的煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰和赤泥混合均勻送入燒結(jié)爐內(nèi)，在1600°C的條件下燒結(jié)3h，然后向其中加入鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉，繼續(xù)升溫至1900°C，而后保持該溫度5h，冷卻后粉磨即得到增強(qiáng)粉；
5)將步驟3)得到的火山灰基料與步驟4)得到的增強(qiáng)粉混合，而后送入燒結(jié)爐，在1800°C的溫度下燒結(jié)5h后降溫冷卻，然后將其與鋁酸鹽水泥和環(huán)氧樹脂混合、粉磨后裝袋，然后將其與裝有添加劑、市售的環(huán)氧樹脂固化劑和速凝劑的袋子包裝在一起即制得產(chǎn)品。
[0017]以上為本實(shí)施例的基本實(shí)施方式，可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的限定:
如，所述火山灰基料和增強(qiáng)粉的粒徑不超過150微米；
又如，所述步驟5)中的降溫冷卻是指:先以0.5°C/min的降溫速率降溫至1700°C，而后再以200 0C /min的降溫速率急速冷卻至室溫；
再如，所述步驟4)中的冷卻是指以200°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。
[0018]實(shí)施例3
一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，按照重量比，由35%的火山灰基料、47.5%的鋁酸鹽水泥、12.5%的增強(qiáng)粉、2.5%的環(huán)氧樹脂、0.7%的環(huán)氧樹脂固化劑、0.5%的速凝劑和1.3%的添加劑制成，按照重量比，所述火山灰基料由7.5份的單質(zhì)硅粉、9份的氧化鋁微粉、22份的石英砂、4份的骨粉、4.5份的金屬粉、8份的鈉長石燒結(jié)后與16份的火山灰混合粉磨而成，所述增強(qiáng)粉由16份的煅燒高嶺土、5份的黏土、8份的煤矸石、9份的鋁灰、4份的赤泥、I份的鉬鐵粉、0.9份的鎳鐵粉和0.8份的硅鐵粉燒結(jié)后粉磨而成，所述添加劑由16份的淀粉、
1.5份的碳酸鈉和7份的羧甲基纖維素組成;所述金屬粉為鋁粉、鎳粉和鐵粉按照重量比2:
0.8:3的比例混合而成。
[0019 ]上述用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
1)按照上述的比例稱取各物料，備用；
2)選取步驟I)稱量好的淀粉、碳酸鈉和羧甲基纖維素混合均勻后配制成添加劑，并將其與市售的環(huán)氧樹脂固化劑、速凝劑分別裝袋儲(chǔ)存；
3)選取步驟I)稱量好的單質(zhì)硅粉、氧化鋁微粉、石英砂、骨粉、金屬粉和鈉長石，首先將單質(zhì)硅粉按照重量比分成1:3的兩部分，然后將金屬粉、石英砂和重量多的那部分單質(zhì)硅粉混合均勻后置于1800°C的燒結(jié)爐內(nèi)，待其完全熔融后將氧化鋁微粉加入到其中并保持該溫度2.5h，而后向燒結(jié)爐內(nèi)鼓入二氧化碳?xì)怏w降溫，待爐內(nèi)溫度降低至1600°C時(shí)，將骨粉、鈉長石和剩余的單質(zhì)硅粉加入到熔融物中，在保持燒結(jié)爐內(nèi)二氧化碳氛圍的條件下將爐溫升高到1800°C，并保持該溫度1.5h，而后冷卻、粉磨得到混合粉末，將該混合粉末與火山灰混合均勻，即得到火山灰基料；
4)選取步驟I)稱量好的煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰和赤泥混合均勻送入燒結(jié)爐內(nèi)，在1600°C的條件下燒結(jié)2.5h，然后向其中加入鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉，繼續(xù)升溫至1900°C，而后保持該溫度4h，冷卻后粉磨即得到增強(qiáng)粉；
5)將步驟3)得到的火山灰基料與步驟4)得到的增強(qiáng)粉混合，而后送入燒結(jié)爐，在1800°C的溫度下燒結(jié)4.5h后降溫冷卻，然后將其與鋁酸鹽水泥和環(huán)氧樹脂混合、粉磨后裝袋，然后將其與裝有添加劑、市售的環(huán)氧樹脂固化劑和速凝劑的袋子包裝在一起即制得產(chǎn)品。
[0020]以上為本實(shí)施例的基本實(shí)施方式，可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的限定:
如，所述火山灰基料和增強(qiáng)粉的粒徑不超過150微米；
又如，所述步驟5)中的降溫冷卻是指:先以0.5°C/min的降溫速率降溫至1700°C，而后再以150°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫；
再如，所述步驟4)中的冷卻是指以150°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。
[0021]對(duì)比實(shí)驗(yàn)
將本發(fā)明的水泥基復(fù)合材料與市售的普通水泥材料分別在相同的條件下與砂石拌合形成混凝土 I和混凝土 2，然后分別澆筑成厚度2cm的混凝土薄片組裝到兩個(gè)旋流器內(nèi)形成內(nèi)襯，向旋流器內(nèi)通入相同條件的含有一定量泥沙的水，以模擬海水對(duì)混凝土的沖刷，通過觀察兩個(gè)旋流器內(nèi)混凝土薄片組成內(nèi)襯的使用情況，來判定兩者的抗沖刷和侵蝕性能。
[0022]實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
第2天，兩者均無任何損壞情況，實(shí)驗(yàn)人員加快水流速度，第4天發(fā)現(xiàn)，普通水泥材料制成的混凝土內(nèi)襯表面開始出現(xiàn)明顯的沖刷痕跡，第7天即出現(xiàn)非常明顯的凹坑;而用本發(fā)明的材料制成的混凝土內(nèi)襯表面直至第6天才開始出現(xiàn)劃痕，而直到第11天才出現(xiàn)大面積的凹坑；
以上結(jié)果表明，本發(fā)明的水泥基復(fù)合材料具有遠(yuǎn)高于現(xiàn)有水泥基材料的強(qiáng)度和耐沖刷性能，從而能夠很好地滿足海水的沖刷侵蝕環(huán)境，可以大幅度提高所修筑建筑物的使用壽命O
[0023]除了以上方案之外，為了進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明的水泥基復(fù)合材料的性能，可以在添加劑中額外再加入18-20份的聚丙烯晴纖維或芳綸纖維，聚丙烯晴纖維或芳綸纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐光、耐高溫、耐磨、耐酸堿腐蝕、抗疲勞、抗蠕變的優(yōu)異性能，其強(qiáng)度是鋼纖維的5-6倍，模量是鋼纖維的2-3倍，韌性是鋼纖維的2倍，聚丙烯晴纖維或芳綸纖維大大的減少了材料中毛細(xì)孔的尺度和連通毛細(xì)孔的數(shù)量，有效地提高了材料的耐久性、抗?jié)B性和抗凍融性。
[0024]當(dāng)然，除此之外，也可以在添加劑中再加入1-2份的熟石膏、1-2份的膨潤土和3-4份的蛇紋石細(xì)粉，蛇紋石細(xì)粉的粒徑不超過0.074mm;
更進(jìn)一步的，添加劑中還可以再加入4-5份的鐵礦廢渣、2-3份的鉻鐵礦粉和3-4份的鈦鐵礦粉，從而更進(jìn)一步提高本發(fā)明水泥基復(fù)合材料的強(qiáng)度和耐候性，且鐵礦廢渣、鉻鐵礦粉和鈦鐵礦粉的細(xì)度不超過0.074mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，其特征在于:按照重量比，由30-40%的火山灰基料、45-50%的鋁酸鹽水泥、10-15%的增強(qiáng)粉、2-3%的環(huán)氧樹脂、0.6-0.8%的環(huán)氧樹脂固化劑、0.4-0.6%的速凝劑和1-1.6%的添加劑制成，按照重量比，所述火山灰基料由7-8份的單質(zhì)娃粉、8-10份的氧化招微粉、20-24份的石英砂、3-5份的骨粉、4-5份的金屬粉、7-9份的鈉長石燒結(jié)后與14-18份的火山灰混合粉磨而成，所述增強(qiáng)粉由15-17份的煅燒高嶺土、4-6份的黏土、7-9份的煤矸石、8-10份的鋁灰、3-5份的赤泥、0.8-1份的鉬鐵粉、0.8-1份的鎳鐵粉和0.8-1份的硅鐵粉燒結(jié)后粉磨而成，所述添加劑由15-17份的淀粉、1-2份的碳酸鈉和6-8份的羧甲基纖維素組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，其特征在于:所述金屬粉為鋁粉、鎳粉和鐵粉按照重量比2:0.8:3的比例混合而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料，其特征在于:所述火山灰基料和增強(qiáng)粉的粒徑不超過150微米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)按照權(quán)利要求1所述的比例稱取各物料，備用； 2)選取步驟I)稱量好的淀粉、碳酸鈉和羧甲基纖維素混合均勻后配制成添加劑，并將其與市售的環(huán)氧樹脂固化劑、速凝劑分別裝袋儲(chǔ)存； 3)選取步驟I)稱量好的單質(zhì)硅粉、氧化鋁微粉、石英砂、骨粉、金屬粉和鈉長石，首先將單質(zhì)硅粉按照重量比分成1:3的兩部分，然后將金屬粉、石英砂和重量多的那部分單質(zhì)硅粉混合均勻后置于1800°C的燒結(jié)爐內(nèi)，待其完全熔融后將氧化鋁微粉加入到其中并保持該溫度2-3h，而后向燒結(jié)爐內(nèi)鼓入二氧化碳?xì)怏w降溫，待爐內(nèi)溫度降低至1600°C時(shí)，將骨粉、鈉長石和剩余的單質(zhì)硅粉加入到熔融物中，在保持燒結(jié)爐內(nèi)二氧化碳氛圍的條件下將爐溫升高到1800°C，并保持該溫度I_2h，而后冷卻、粉磨得到混合粉末，將該混合粉末與火山灰混合均勻，即得到火山灰基料； 4)選取步驟I)稱量好的煅燒高嶺土、黏土、煤矸石、鋁灰和赤泥混合均勻送入燒結(jié)爐內(nèi)，在1600°C的條件下燒結(jié)2-3h，然后向其中加入鉬鐵粉、鎳鐵粉和硅鐵粉，繼續(xù)升溫至1900°C，而后保持該溫度3-5h，冷卻后粉磨即得到增強(qiáng)粉； 5)將步驟3)得到的火山灰基料與步驟4)得到的增強(qiáng)粉混合，而后送入燒結(jié)爐，在1800°C的溫度下燒結(jié)4-5h后降溫冷卻，然后將其與鋁酸鹽水泥和環(huán)氧樹脂混合、粉磨后裝袋，最后再將其與裝有添加劑、市售的環(huán)氧樹脂固化劑和速凝劑的袋子包裝在一起即制得產(chǎn)品。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟5)中的降溫冷卻是指:先以0.5°C/min的降溫速率降溫至1700°C，而后再以100-200°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于海水浸泡環(huán)境的水泥基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中的冷卻是指以100-200°C/min的降溫速率急速冷卻至室溫。
【文檔編號(hào)】C04B28/06GK105884306SQ201610226259
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】吳亮
【申請(qǐng)人】中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所