CN1055531A - 高强复合胶凝材料 - Google Patents
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Abstract
一种高强复合胶凝材料的原材料是以无机材料
为主，还有有机材料和外加偶联剂。偶联剂是硅烷
类、钛酸酯类、以及铬络合物类偶联剂。本发明是先
将偶联剂均匀地掺入无机材料中，得到活化物料，接
着加入有机聚合物混料3-5分钟，剪切搅拌5-10分
钟，在一定压力和温度下成型，然后经过养护而得到
高强复合胶凝材料，本发明强度高、柔韧性、耐久性
好，能耗低，价廉易得，还可作有机、金属、木材、陶瓷
的廉价代用材料。
Description
本发明的技术领域属胶凝材料。
水泥因其具有能耗低、适用性强、耐久性好、不燃、抗压强度高和成型、加工方便等优点，极适于作建筑材料。然而，水泥又因它的抗折强度太低、脆性大等弱点，限制了其应用范围。
针对上述缺点，英国牛津大学Alford和Birchall教授等人使用Portland水泥、高铝水泥，并掺加适量有机聚合物，采用特定的工艺和技术措施，制备出一种抗折强度大于60MPa的MDF（Macro Defect Free）水泥材料，并在实验室里制备出不同颜色和规格的板材、管材、层压板、唱片等材料。但是MDF水泥的长期稳定性较差，同时强度提高的幅度不是十分理想。
本发明所述的高强复合胶凝材料，是在MDF水泥的基础上，采用一定的配料方案，选择适宜的偶联剂，按照相应的生产方法，研制出的一种抗折强度高（可达80-220MPa），后期稳定性好的高强复合胶凝材料。根据《混凝土及加筋混凝土》No6、1983、P51-55提供的资料，MDF水泥与本发明所述的高强复合胶凝材料的不同点见下表（本发明所提供的数据均为实验数据）：
| 名称 | MDF水泥 | 高强复合胶凝材料 |
| 无机材料 | Portland水泥、高铝水泥 | Portland水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥以及掺加活性材料、非活性材料、无机纤维等 |
| 有机材料 | 聚丙烯酰胺、甲基羟丙基纤维素 | 聚丙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、环氧树脂以及掺加有机纤维 |
| 偶联剂 | 无 | 硅烷类、钛酸酯类、铬络合物类 |
| 抗折强度 | ＞60MPa | ＞85MPa |
| 抗压强度 | ＞150MPa | ＞185MPa |
| 稳定性 | 较差 | ≥26个月强度不倒缩、板材不变形 |
本发明的目的是提供一种抗折强度高，后期稳定，可替代金属、有机、陶瓷材料以及木材等作板材、管材、棒材、绝缘材料、声学材料、低温材料等。具有耐腐蚀、抗裂性好、抗冻性好、耐热性能好等优点的高强复合胶凝材料。
本发明所述的高强复合胶凝材料的原材料是以无机材料为主，还有有机材料和偶联剂。
无机材料包括：硅酸盐水泥（即Portland水泥）、高铝水泥、硫铝酸盐水泥以及掺加活性混合材（高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等火山灰质活性材料）、非活性混合材料（钛渣、煤矸石、碳酸钙粉）、无机纤维（碳纤维、玻璃纤维）。
有机材料包括：聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、环氧树脂水溶性有机聚合物以及掺加有机纤维。
偶联剂：硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂以及铬络合物类偶联剂。
本发明高强复合胶凝材料的配方（按重量百分比）为：
无机材料：85-99%
有机材料：1-15%
外加偶联剂：0.01-5%
水灰比（水/无机材料+有机材料）：0.1-0.25
其中，无机材料的配方按重量百分比为：
水泥：10-95%
活性混合材：0-80%
非活性混合材：0-60%
无机纤维：0-50%
本发明所述的高强胶凝复合材料的生产方法在于：先将偶联剂均匀地掺入无机材料中，得到活化物料，接着加入有机聚合物混料3-5分钟，剪切搅拌5-10分钟。将搅拌好的橡胶状塑性物料置于预先备好的成型模具中，在3-20MPa的压力及20-200℃的温度下成型，然后经20-65℃温度和相对湿度小于85%的养护就可得到高强复合胶凝材料（其制备工艺流程见附图）。
高强复合胶凝材料制品不仅具有普通水泥制品的各种性质和用途，而且还具有如下一些特殊用途：
1、利用高强复合胶凝材料抗折强度高、韧性好、成型加工简便、耐腐蚀性能好等特性，取代塑料、金属制造压力管、废水管、排污管，尤其适合于制造目前由于材料性能限制而不易制作的大直径管道（大于1米），以及高抗折强度水泥桩、铁路枕轨。
2、利用其强度高、抗裂性好、耐久性好的特性、可用来铺设公路路面和建造高速公路、便于施工和维修。
3、由于高强复合胶凝材料对钢板具有极高的粘结强度，因此可用于制造船舶甲板和钢桥路面的复面层，以增加使用寿命。并且还可以作金属溅喷结构的基层。
4、在建筑行业中，作为金属铝、石棉水泥、木材的代用材料。如代替石棉水泥作波纹板。
5、利用高强复合胶凝材料的绝缘性能好，其体积电阻率为108-1011ohm·cm，击穿电压为10kv。在电力工业中，可代替陶瓷、塑料做绝缘子、插座、开关等。
6、高强复合胶凝材料可作木材、泡沫和石膏制品的贴面。并且可以加入颜料、模压成各种花纹和图案、制成不同颜色和形状的容器、密封材料、装饰材料。
7、对原料进行微细化处理、可制造音响材料、声学材料、低温材料、装甲材料和屏蔽材料。
高强复合胶凝材料的强度、特别是抗折强度高、柔韧性好，应变和应变能较高，其强度性能稳定、耐久性好、原料丰富、价廉易得，能耗低（只有有机材料的1/5，金属材料的1/30左右），工艺可靠简单，投资少，收效快，该材料还可作为有机、金属、木材、陶瓷的廉价代用材料。
本发明的实施例见下表：
Claims (3)
1、一种高强复合胶凝材料，由无机材料和有机材料组成，无机材料包括：硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥以及掺加活性混合材(高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等火山灰质活性材料)、非活性混合材(钛渣、煤矸石、碳酸钙粉)，无机纤维(碳纤维、玻璃纤维)，有机材料包括：聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、环氧树脂水溶性有机聚合物以及掺加有机纤维，其特征是在该材料中，外加偶联剂。
2、按照权项1所述的材料，其特征是偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸脂类偶联剂、铬络合物类偶联剂。
3、按照权项1和2所述的材料，其特征在于在高强复合胶凝材料中按重量百分比外加0.01-5%的偶联剂。
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