CN108455942B - 一种高强度高抗蚀复合胶凝材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高抗蚀复合胶凝材料,由以下重量份的组份制成：普通硅酸盐水泥10～20份；硫铝酸盐水泥10～20份；海泡石5～15份；硅灰石5～15份；硅藻土10～30份；煅烧层状双金属氢氧化物5～10份；石英砂200～300份；上述组分均为粉料，将上述粉料与10℃～21℃的水混合，水的质量为粉料质量的20％～30％，高速剪切搅拌，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。本发明工艺简单、原料成本较低、可推广性强、制成的复合胶凝涂料具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性能好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术材料领域，尤其涉及一种高强度高抗蚀复合胶凝材料及其制备方法。
背景技术
传统水泥材料长期在酸性有机土壤中会发生腐蚀、剥离的现象，难以满足长时间在低pH环境下工作的需求。大量市政地下工程采用的都是较为低廉的传统水泥材料，耐蚀性差，也无法大规模翻修。因此，研发一种强度高、耐腐蚀、与传统水泥结合力强的胶凝材料具有重要应用价值。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种可以实现快硬、高强、防腐蚀性能，同时不收缩、不开裂，制备工艺简单，操作方便，涂抹性好，适合大规模推广应用的地下管道等类似混凝土设施的快速修补用的高强度高抗蚀复合胶凝材料及其制备方法。
本发明的实施例提供一种高强度高抗蚀复合胶凝材料,由以下重量份的组份制成：
普通硅酸盐水泥10～20份；
硫铝酸盐水泥10～20份；
海泡石5～15份；
硅灰石5～15份；
硅藻土10～30份；
层状双金属氢氧化物5～10份；
石英砂200～300份；
上述组分均为粉料，层状双金属氢氧化物为经过600℃煅烧的，将上述粉料与10℃～21℃的水混合，水的质量为粉料质量的20％～30％，高速剪切搅拌，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
一种高强度高抗蚀复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：按上述重量份称取普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、海泡石、硅灰石、硅藻土、煅烧的层状双金属氢氧化物和石英砂的粉料，并混合均匀；
S2：加入占粉料质量20％～30％的水，在搅拌机中高速剪切搅拌直至混合均匀，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)工艺简单、原料成本较低、可推广性强、制成的复合胶凝涂料具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性能好等特点；
(2)可根据实际情况灵活设置粉料与水的质量比，达到最佳效果；制成品是一种水性灰浆材料与普通硅酸盐水泥在分子层面上形成结合，成为内衬体的一部分，故可用于多种地下设施的维护及防渗抗蚀处理，可广泛应用于窨井、地下管道及类似混凝土设施的维护，集止水、密封、结构增强和腐蚀预防作用于一体，其性能优异，应用价值巨大；
(3)利用硅藻土无定形SiO2高活性，与混凝土中胶凝材料相互作用，生成高稳定性、高强度的C-S-H凝胶，降低胶凝体系孔隙率，优化孔结构，促进密实度，利用海泡石、硅灰石的微纤维形态，可与水泥水化产物相互搭接形成无规律的网状结构，可有效阻止裂纹扩展，提高抗折强度；层状双金属氢氧化物利用其煅烧处理后的结构重建与记忆效应吸附侵蚀性阴离子实现防腐；基于上述矿物材料的协同作用，实现快凝、早强、不开裂、抗渗透，终凝时间小于100分钟，24小时抗折强度大于3.0MPa，抗压强度大于30MPa，拉伸粘结强度大于1.5MPa，地下污水腐蚀28天后无收缩、不开裂，改善地下混凝土管道设施抗蚀性能。
附图说明
图1是本发明一种高强度高抗蚀复合胶凝材料制备方法的一流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明的实施例提供了一种高强度高抗蚀复合胶凝材料,由以下重量份的组份制成：
普通硅酸盐水泥10～20份；
硫铝酸盐水泥10～20份；
海泡石5～15份；
硅灰石5～15份；
硅藻土10～30份；
层状双金属氢氧化物5～10份；
石英砂200～300份；
上述组分均为粉料，层状双金属氢氧化物是经过600℃煅烧的，将上述粉料与10℃～21℃的水混合，水的质量为粉料质量的20％～30％，高速剪切搅拌，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
请参考图1，一种高强度高抗蚀复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：按上述重量份称取普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、海泡石、硅灰石、硅藻土、煅烧的层状双金属氢氧化物和石英砂的粉料，并混合均匀，优选搅拌3min；
S2：加入占粉料质量20％～30％的水，在搅拌机中高速剪切搅拌直至混合均匀，优选搅拌3min，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
实施例1
分别取普通硅酸盐水泥10份，硫铝酸盐水泥10份，海泡石5份，硅灰石5份，硅藻土10份，煅烧的层状双金属氢氧化物5份和石英砂300份的粉料。将以上粉料充分混合均匀，搅拌时间为3min；向上述混合均匀的粉料中加入占粉料质量20％的水并混合均匀3min，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
本发明将实施例1制得的复合胶凝材料进行测试，结果表明：终凝时间小于95分钟；24小时抗折强度3.2MPa，抗压强度33MPa，拉伸粘结强度1.6MPa。地下污水腐蚀28天后无收缩、不开裂。
实施例2
分别取普通硅酸盐水泥20份，硫铝酸盐水泥20份，海泡石15份，硅灰石15份，硅藻土30份，煅烧的层状双金属氢氧化物10份和石英砂200份的粉料。将以上粉料充分混合均匀，搅拌时间为3min；向上述混合均匀的粉料中加入占粉料质量30％的水并混合均匀3min，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
本发明将实施例2制得的复合胶凝材料进行测试，结果表明：终凝时间小于50分钟；24小时抗折强度3.5MPa，抗压强度33MPa，拉伸粘结强度1.9MPa。地下污水腐蚀28天后无收缩、不开裂。
实施例3
分别取普通硅酸盐水泥15份，硫铝酸盐水泥15份，海泡石10份，硅灰石10份，硅藻土20份，煅烧的层状双金属氢氧化物7份和石英砂250份的粉料。将以上粉料充分混合均匀，搅拌时间为3min；向上述混合均匀的粉料中加入占粉料质量25％的水并混合均匀3min，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
本发明将实施例3制得的复合胶凝材料进行测试，结果表明：终凝时间小于65分钟；24小时抗折强度3.5MPa，抗压强度37MPa，拉伸粘结强度1.7MPa。地下污水腐蚀28天后无收缩、不开裂。
实施例4
分别取普通硅酸盐水泥12份，硫铝酸盐水泥18份，海泡石8份，硅灰石13份，硅藻土23份，煅烧的层状双金属氢氧化物8份和石英砂287份的粉料。将以上粉料充分混合均匀，搅拌时间为3min；向上述混合均匀的粉料中加入占粉料质量25％的水并混合均匀3min，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
本发明将实施例4制得的复合胶凝材料进行测试，结果表明：终凝时间小于60分钟；24小时抗折强度3.6MPa，抗压强度34MPa，拉伸粘结强度1.7MPa。地下污水腐蚀28天后无收缩、不开裂。
本发明工艺简单、原料成本较低、可推广性强、制成的复合胶凝涂料具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性能好等特点；可根据实际情况灵活设置粉料与水的质量比，达到最佳效果；制成品是一种水性灰浆材料与普通硅酸盐水泥在分子层面上形成结合，成为内衬体的一部分，故可用于多种地下设施的维护及防渗抗蚀处理，可广泛应用于窨井、地下管道及类似混凝土设施的维护，集止水、密封、结构增强和腐蚀预防作用于一体，其性能优异，应用价值巨大；利用硅藻土无定形SiO2高活性，与混凝土中胶凝材料相互作用，生成高稳定性、高强度的C-S-H凝胶，降低胶凝体系孔隙率，优化孔结构，促进密实度，利用海泡石、硅灰石的微纤维形态，可与水泥水化产物相互搭接形成无规律的网状结构，可有效阻止裂纹扩展，提高抗折强度；层状双金属氢氧化物利用其600℃煅烧处理后的结构重建与记忆效应吸附侵蚀性阴离子实现防腐；基于上述矿物材料的协同作用，实现快凝、早强、不开裂、抗渗透，终凝时间小于100分钟，24小时抗折强度大于3.0MPa，抗压强度大于30MPa，拉伸粘结强度大于1.5MPa，地下污水腐蚀28天后无收缩、不开裂，改善地下混凝土管道设施抗蚀性能。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高强度高抗蚀复合胶凝材料,其特征在于，由以下重量份的组份制成：
普通硅酸盐水泥10～20份；
硫铝酸盐水泥10～20份；
海泡石5～15份；
硅灰石5～15份；
硅藻土10～30份；
层状双金属氢氧化物5～10份；
石英砂200～300份；
上述组分均为粉料，所述层状双金属氢氧化物为经过600℃煅烧的，将上述粉料与10℃～21℃的水混合，水的质量为粉料质量的20％～30％，高速剪切搅拌，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
2.一种如权利要求1所述的高强度高抗蚀复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按上述重量份称取普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、海泡石、硅灰石、硅藻土、煅烧的层状双金属氢氧化物和石英砂的粉料，并混合均匀；
S2：加入占粉料质量20％～30％的水，在搅拌机中高速剪切搅拌直至混合均匀，即得到高强度高抗蚀复合胶凝材料。
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