CN108424057B - 一种抗压防水防火的水泥基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗压防水防火的水泥基复合材料，由下述重量份的原料制得：废矿渣35‐40，水泥40‐46，粉煤灰25‐27，废旧轮胎橡胶粉3‐7，沥青6‐12，聚苯硫醚纤维3‐5，羟丙基甲基纤维素醚2‐3，环氧树脂1‐3，硬脂酸1‐2。本发明首选将废矿渣、水泥及粉煤灰经过磨碎后混合均匀后，备用，然后将废旧轮胎橡胶粉经塑化后与聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过混合混炼改性后，备用，最后将二者同时加入混合基质沥青中高速搅拌混合均匀冷却即可得所需抗压防水防火的水泥基复合材料。该复合材料具备均一、稳定，抗压防水防火等性能，同时各组份之间结合能力强，价格低廉，绿色环保，使用寿命长，经济实用。

Description

一种抗压防水防火的水泥基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种抗压防水防火的水泥基复合材料及其制备方法。
背景技术
水泥基复合材料主要应用于混凝土中，是最为重要的建筑结构用材料，其抗压能力、防水防火等安全性能越来越受到世界各国的普遍关注。传统发硅酸盐水泥混凝土的脆性较大、耐高温、耐火及防水性能并不理想，这在很大程度上限制了其在建筑领域的应用。随着经济的发展，对橡胶的需求也在提升，废旧橡胶的处理也成为人们面临的严重问题之一。橡胶的降解性能差，长时期不能自然降解，大量的废旧橡胶不仅对自然环境造成了潜在威胁，也浪费了资源。因此急需寻求一种多种物质组份复合来解决单一物质的缺陷，提高其综合性能已迫在眉睫。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种价格低廉，均一、稳定性高，抗压防水防火的水泥基复合材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗压防水防火的水泥基复合材料，由下述重量份的原料制得：
废矿渣35‐40，水泥40‐46，粉煤灰25‐27，废旧轮胎橡胶粉3‐7，沥青6‐12，聚苯硫醚纤维3‐5，羟丙基甲基纤维素醚2‐3，环氧树脂1‐3，硬脂酸1‐2。
所述的一种抗压防水防火的水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废矿渣、水泥及粉煤灰经初步搅拌混合后，置于磨盘式磨粉机中经过充分磨碎及混合均匀后，备用；
(2)将废旧轮胎橡胶粉依靠电磁加热结合螺旋输送的塑化装置实现初步断硫并冷却后得到塑化胶粉；
(3)将得到的塑化胶粉、聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过高速搅拌混合后，置于密炼机中经充分混炼后，备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至150‐160℃，然后依次加入环氧树脂、硬脂酸，缓慢搅拌均匀，得混合沥青基质，备用；
(5)将步骤(1)中的混合物料与步骤(3)中的混合物料共同加入步骤(4) 中的混合沥青基质中，并于175‐195℃高速搅拌0.5‐1h，冷却后得到抗压防水防火的水泥基复合材料。
所述步骤(1)中初步搅拌速度为258‐335r/min，混合时间为10‐15min，磨盘式磨粉机的转速为750‐950r/min。
所述步骤(2)中电磁加热温度为120‐130℃，螺旋转速为165‐205r/min，隔绝空气冷却至室温。
所述步骤(3)中搅拌速度为550‐650r/min，搅拌时间为10‐15min，密炼机转速为350‐402r/min，温度为135‐145℃，混炼时间为20‐30min。
所述步骤(4)中搅拌速度为110‐150r/min，时间为30‐35min。
步骤(5)采用风冷与水冷相结合的冷却方式。
优选地，步骤(1)中初步搅拌速度为261r/min，混合时间为12min，磨盘式磨粉机的转速为825r/min。
优选地，步骤(2)中电磁加热温度为123℃，螺旋转速为185r/min。
优选地，步骤(3)中搅拌速度为585r/min，搅拌时间为14min，密炼机转速为393r/min，温度为141℃，混炼时间为25min。
优选地，步骤(4)中搅拌速度为130r/min，时间为32min。
本发明的优点是：
本发明首选将废矿渣、水泥及粉煤灰经过磨碎后混合均匀后，备用，然后将废旧轮胎橡胶粉经塑化后与聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过混合混炼改性后，备用，最后将二者同时加入混合基质沥青中高速搅拌混合均匀冷却即可得所需抗压防水防火的水泥基复合材料。其中废矿渣、水泥及粉煤灰配合，大大增强其耐高温及耐火性能，改性废旧轮胎橡胶粉一定程度增强其回弹性即抗压能力及与其它物质的粘结能力，混合基质沥青实现了将二者相结合的稳定性相容性，从而促使材料之间的致密性即防渗水性。因此，该复合材料具备均一、稳定，抗压防水防火等性能，同时各组份之间结合能力强，价格低廉，绿色环保，使用寿命长，经济实用。
具体实施方式
实施例1
一种抗压防水防火的水泥基复合材料，由下述重量份的原料制得：
废矿渣37，水泥45，粉煤灰25，废旧轮胎橡胶粉4，沥青7，聚苯硫醚纤维 3，羟丙基甲基纤维素醚2，环氧树脂1，硬脂酸1。
一种抗压防水防火的水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废矿渣、水泥及粉煤灰经初步搅拌混合后，其中初步搅拌速度为 261r/min，混合时间为12min，置于磨盘式磨粉机中经过充分磨碎及混合均匀后，其中磨盘式磨粉机的转速为825r/min，备用；
(2)将废旧轮胎橡胶粉依靠电磁加热结合螺旋输送的塑化装置实现初步断硫并隔绝空气冷却至室温后得到塑化胶粉，其中电磁加热温度为123℃，螺旋转速为185r/min；
(3)将得到的塑化胶粉、聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过高速搅拌混合后，其中搅拌速度为550‐650r/min，搅拌时间为10‐15min，置于密炼机中经充分混炼后，其中密炼机转速为393r/min，温度为141℃，混炼时间为25min，备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至150‐160℃，然后依次加入环氧树脂、硬脂酸，缓慢搅拌均匀，得混合沥青基质，其中搅拌速度为130r/min，时间为 32min，备用；
(5)将步骤(1)中的混合物料与步骤(3)中的混合物料共同加入步骤(4) 中的混合沥青基质中，并于175‐195℃高速搅拌0.5‐1h，采用风冷与水冷相结合的冷却方式冷却后得到抗压防水防火的水泥基复合材料。
上述制得的抗压防水防火的水泥基复合材料性能如下：
轴心抗压强度26.5MPa；
抗压弹性模量14.5GPa；
不透水性(0.3MPa，90min)无渗漏；
氧指数34.5％；
最大烟密度82.3％
实施例2
一种抗压防水防火的水泥基复合材料，由下述重量份的原料制得：
废矿渣35，水泥41，粉煤灰27，废旧轮胎橡胶粉6，沥青11，聚苯硫醚纤维5，羟丙基甲基纤维素醚3，环氧树脂3，硬脂酸2。
一种抗压防水防火的水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废矿渣、水泥及粉煤灰经初步搅拌混合后，其中初步搅拌速度为 261r/min，混合时间为12min，置于磨盘式磨粉机中经过充分磨碎及混合均匀后，其中磨盘式磨粉机的转速为825r/min，备用；
(2)将废旧轮胎橡胶粉依靠电磁加热结合螺旋输送的塑化装置实现初步断硫并隔绝空气冷却至室温后得到塑化胶粉，其中电磁加热温度为123℃，螺旋转速为185r/min；
(3)将得到的塑化胶粉、聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过高速搅拌混合后，其中搅拌速度为550‐650r/min，搅拌时间为10‐15min，置于密炼机中经充分混炼后，其中密炼机转速为393r/min，温度为141℃，混炼时间为25min，备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至150‐160℃，然后依次加入环氧树脂、硬脂酸，缓慢搅拌均匀，得混合沥青基质，其中搅拌速度为130r/min，时间为 32min，备用；
(5)将步骤(1)中的混合物料与步骤(3)中的混合物料共同加入步骤(4) 中的混合沥青基质中，并于175‐195℃高速搅拌0.5‐1h，采用风冷与水冷相结合的冷却方式冷却后得到抗压防水防火的水泥基复合材料。
上述制得的抗压防水防火的水泥基复合材料性能如下：
轴心抗压强度27.3MPa；
抗压弹性模量15.5GPa；
不透水性(0.3MPa，90min)无渗漏；
氧指数32.6％；
最大烟密度80.1％。
综上所述，首选将废矿渣、水泥及粉煤灰经过磨碎后混合均匀后，备用，然后将废旧轮胎橡胶粉经塑化后与聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过混合混炼改性后，备用，最后将二者同时加入混合基质沥青中高速搅拌混合均匀冷却即可得所需抗压防水防火的水泥基复合材料。其中废矿渣、水泥及粉煤灰配合，大大增强其耐高温及耐火性能，改性废旧轮胎橡胶粉一定程度增强其回弹性即抗压能力及与其它物质的粘结能力，混合基质沥青实现了将二者相结合的稳定性相容性，从而促使材料之间的致密性即防渗水性。因此，该复合材料具备均一、稳定，抗压防水防火等性能，同时各组份之间结合能力强，价格低廉，绿色环保，使用寿命长，经济实用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种抗压防水防火的水泥基复合材料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：废矿渣35‐40，水泥40‐46，粉煤灰25‐27，废旧轮胎橡胶粉3‐7，沥青6‐12，聚苯硫醚纤维3‐5，羟丙基甲基纤维素醚2‐3，环氧树脂1‐3，硬脂酸1‐2；
所述的抗压防水防火的水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将废矿渣、水泥及粉煤灰经初步搅拌混合后，置于磨盘式磨粉机中经过充分磨碎及混合均匀后，备用；(2)将废旧轮胎橡胶粉依靠电磁加热结合螺旋输送的塑化装置实现初步断硫并冷却后得到塑化胶粉；(3)将得到的塑化胶粉、聚苯硫醚纤维及羟丙基甲基纤维素醚经过高速搅拌混合后，置于密炼机中经充分混炼后，备用；(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至150‐160℃，然后依次加入环氧树脂、硬脂酸，缓慢搅拌均匀，得混合沥青基质，备用；(5)将步骤(1)中的混合物料与步骤(3)中的混合物料共同加入步骤(4)中的混合沥青基质中，并于175‐195℃高速搅拌0.5‐1h，冷却后得到抗压防水防火的水泥基复合材料；
所述步骤(1)中的初步搅拌速度为258‐335r/min，混合时间为10‐15min，磨盘式磨粉机的转速为750‐950r/min；
所述步骤(2)中的电磁加热温度为120‐130℃，螺旋转速为165‐205r/min，隔绝空气冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的抗压防水防火的水泥基复合材料，其特征在于，所述步骤(3)中的搅拌速度为550‐650r/min，搅拌时间为10‐15min，密炼机转速为350‐402r/min，温度为135‐145℃，混炼时间为20‐30min。
3.根据权利要求1所述的抗压防水防火的水泥基复合材料，其特征在于，所述步骤(4)中的搅拌速度为110‐150r/min，时间为30‐35min；步骤(5)采用风冷与水冷相结合的冷却方式。
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