CN109534747A - 一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂及其制备方法，该胶合剂按重量百分数计，包括：硅酸盐水泥40％～60％、石英砂20％～50％、减水剂0.3％～0.5％、增强纤维0.005％～0.02％，其余为水，所有原料总量为100％。并公开了该胶合剂的制备方法。本发明高强度电瓷用水泥胶合剂，具有组分简单、加工工艺简洁，性能稳定和高强度的抗压、抗折性能，微裂纹明显减少，延性提高、耐震性提升。

Description

一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂及其制备方法

技术领域：本发明涉及水泥砂浆胶合剂技术领域，具体为一种高强度绝缘子延性水泥胶合剂及其制备方法。

背景技术：

水泥胶合剂与瓷件、金属附件并称胶装性绝缘子的三大组成。水泥胶合剂对绝缘子的整体结构组织、连接发挥着重要作用，直接关系着绝缘子的性能、寿命和可靠性。电瓷产品胶装后的强度主要取决于两个方面的因素，一方面电瓷瓷体本身的强度，另一个重要的影响因素是瓷件与金属法兰之间的结合强度，结合强度的高低取决于水泥砂浆胶合剂的强度，如果结合强度较低，在外力作用下就会使产品在使用过程中瓷件与法兰结合部位出现断裂。

专利“一种高强度水泥胶合剂”(公开号CN201410282747)其减水剂比例高，不利于固化，且脱模养护水温高(45-70℃)；专利“一种绝缘子用水泥胶合剂”CN201310310241其配料多，工艺复杂；而专利“绝缘子水泥胶合剂”(公开号CN102351484A)则采用了特制水泥。

现有绝缘子水泥胶合剂配方只考虑一个方向外力(例如拉伸或弯曲)作用下胶合剂强度如何得到保障，没有考虑在地震波(多种方向振动叠加)作用下水泥胶合剂是否能够承受。地震波因是因多方向强烈振动，各种受力叠加，此时水泥胶合剂极易产生开裂、破损，从而引发绝缘子损坏。

此外，上述专利中同样是从提高抗压强度、优化节能工艺，未提到其提高延性、抗裂、抗冲击，减少裂损。

发明内容：

本发明的目的旨在通过引入增强纤维，利用纤维的增强增韧原理，弥补现有水泥胶合剂韧性、延性和抗冲击性不足的特点，提高绝缘子水泥胶合剂强度，改善绝缘子耐震性能。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

提供一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂，它由以下重量百分比的原料制成：硅酸盐水泥40％～60％、石英砂20％～50％、减水剂0.3％～0.5％、增强纤维0.005％～0.02％，其余为水，所有原料总量为100％。

优选的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，由以下重量百分比的原料制成：52.5R硅酸盐水泥50％～60％、石英砂24％～45％、减水剂0.3％～0.4％、增强纤维0.005％～0.02％，其余为水，所有原料总量为100％。

优选的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，由以下重量百分比的原料制成：硅酸盐水泥52％～55％、石英砂35～40％％、减水剂0.3％～0.35％、增强纤维0.005％～0.01％，其余为水，所有原料总量为100％。

本发明所述的硅酸盐水泥优选为符合《通用硅酸盐水泥》GB/T175-1996规定的PII52.5R及以上硅酸盐水泥，所述的石英砂优选为20目～100目，所述的水为自来水。

本发明所述的减水剂优选聚羧酸系减水剂。

本发明所述的增强纤维优选杜拉纤维。

所述高强度电瓷用延性水泥胶合剂的制备方法，按上述各组分的质量百分比，包括如下步骤：

步骤一，称取52.5R水泥，石英砂和增强纤维倒入新型水泥搅拌机中搅拌，搅拌时间3min，使水泥、石英砂和增强纤维搅拌均匀。

步骤二，称取35℃温水和减水剂，将减水剂与水混合均匀，徐徐加入搅拌机中进行充分搅拌，搅拌3min，关闭搅拌机。

步骤三，重新启动搅拌机进行搅拌，持续搅拌时间4min，使胶合剂搅拌均匀。

步骤四，按照《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419-2005规定的要求，用水泥胶砂流动度测试仪测定水泥胶合剂的流动度，流动度的范围为175±10mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.通过优化配方设计，加入增强纤维，改善了增强纤维表面性能，提高了与水泥胶合剂基体的粘接性和复合材料层间剪切强度，提高了水泥胶合剂的韧性及强度；

2.增强纤维选用杜拉纤维，利用增强纤维良好的亲和力，提高了基体的延性强度、抗拉强度，阻止了阻止基体中原有缺陷如微裂缝的扩展并延缓新裂缝的出现，并延缓新裂纹的产生，提高基体的变形能力并从而改善其韧性与抗冲击性。

3.采用聚羧酸系减水剂，收缩率低，有效的减少了收缩裂缝，同时产品稳定性好，长期贮存不分层、无沉淀。

4.能够适应特殊如在地震烈度大的地区使用本发明水泥胶合剂进行绝缘子胶装，提高了绝缘子耐震性能。

5.优化了工艺环境、温度、操作过程，以及中后期养护时间和温度，实现节能降耗。

具体实施方式：

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1：

一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂，包括以下组分且各组分的重量百分比为：硅酸盐水泥50％、石英砂37.5％％、减水剂0.3％、增强纤维0.005％，其余为水，所有原料总量为100％，所述水泥为符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)的规定，且标号不小于52.5或52.5R的硅酸盐水泥，本实验使用的是海螺生产的52.5硅酸盐水泥；所述石英砂的颗粒度为80-100目，符合GB178-1977；本发明所述的减水剂为冀东集团生产的聚羧酸系减水剂，所述的增强纤维为杜拉纤维。

按上述各组分的质量百分比，一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂的制备方法为：

步骤一，称取50Kg52.5R水泥，37.5Kg石英砂和5g增强纤维倒入新型水泥搅拌机中搅拌均匀，搅拌4min，使水泥、石英砂和纤维搅拌均匀。

步骤二，称取11.5Kg35℃温水和300g高效减水剂，将减水剂与水混合均匀，徐徐加入搅拌机中搅拌3min，关闭搅拌机。

步骤三，重新启动搅拌机持续搅拌时间5min，使胶合剂搅拌均匀。

步骤四，按照《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419-2005规定的要求，用水泥胶砂流动度测试仪测定水泥胶合剂的流动度，流动度的范围为175mm，经测试合格后即得到所述高强度电瓷用胶合剂。

实施例2：

一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂，包括以下组分且各组分的重量百分比为：硅酸盐水泥55％、石英砂37.5％、减水剂0.4％、增强纤维0.005％，其余为水，所述水泥为符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)的规定，且标号不小于52.5或52.5R的硅酸盐水泥，本实验使用的是冀东水泥生产的52.5R硅酸盐水泥；所述石英砂的颗粒度为80-100目，符合GB178-1977；本发明所述的减水剂为冀东集团生产的聚羧酸系减水剂，所述的增强纤维为杜拉纤维。

按上述各组分的质量百分比，一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂的制备方法为：

步骤一，称取55Kg52.5R水泥，37.5Kg石英砂和5g增强纤维倒入新型水泥搅拌机中搅拌4min，使水泥、石英砂和纤维搅拌均匀。

步骤二，称取12Kg35℃温水和400g高效减水剂，将减水剂与水混合均匀，徐徐加入搅拌机中搅拌3min，关闭搅拌机。

步骤三，重新启动搅拌机，持续搅拌时间5min，使胶合剂搅拌均匀。

步骤四，按照《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419-2005规定的要求，用水泥胶砂流动度测试仪测定水泥胶合剂的流动度，流动度的范围为187mm，经测试合格即得到所述高强度电瓷用胶合剂。

实例3：

与实施例2基本相同，所不同的是高强度电瓷用胶合剂的重量原料配比：50公斤52.5R水泥、37.5公斤石英砂、5g增强纤维、水11.5公斤、400g高效减水剂。

按上述各组分的质量百分比，一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂的制备方法为：

打开除尘设备，称取50公斤52.5R水泥，37.5公斤石英砂和5g增强纤维倒入新型水泥搅拌机中搅拌4min，使水泥、石英砂和纤维搅拌均匀。

称取35℃温水11.5公斤和400g高效减水剂，将减水剂与水混合均匀，徐徐加入搅拌机中,搅拌3分钟，关闭搅拌机。

重新启动搅拌机,持续搅拌5min，使胶合剂搅拌均匀。

用水泥胶砂流动度测试仪测定水泥胶合剂的流动度，流动度的范围为183mm，经测试合格即得到所述高强度电瓷用胶合剂。

实例4：

与实施例2基本相同，所不同的是高强度电瓷用胶合剂的重量原料配比：50公斤52.5R水泥、37.5公斤石英砂、5g增强纤维、水11.5公斤、300g高效减水剂。

按上述各组分的质量百分比，一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂的制备方法为：

打开除尘设备，称取50公斤52.5R水泥，37.5公斤石英砂和5g增强纤维倒入新型水泥搅拌机中搅拌4min，使水泥、石英砂和纤维搅拌均匀。

称取35℃温水11.5公斤和300g高效减水剂，将减水剂与水混合均匀，徐徐加入搅拌机中，搅拌3min，关闭搅拌机。

重新启动搅拌机，持续搅拌5min，使胶合剂搅拌均匀。

用水泥胶砂流动度测试仪测定水泥胶合剂的流动度，流动度的范围为172mm，经测试合格即得到所述高强度电瓷用胶合剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.通过优化配方设计，加入增强纤维，改善了增强纤维表面性能，提高了与水泥胶合剂基体的粘接性和复合材料层间剪切强度，提高了水泥胶合剂的韧性及强度。

2.利用增强纤维良好的亲和力，提高了基体的延性，阻止了胶合剂微裂纹的扩展，并延缓新裂纹的产生。

3.在地震烈度大的地区使用延性水泥胶合剂进行绝缘子胶装，提高了绝缘子耐震性能。

4.优化了工艺环境、温度、操作过程，以及中后期养护时间和温度，实现节能降耗。

表1本实施例胶合剂与原胶合剂的力学性能对比表

由表1本实施例高强度电瓷用延性水泥胶合剂与原胶合剂的力学性能对比表，可以清晰看出，在搅拌时间、养护温度一致，流动性满足《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419-2005的情况下，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的3天抗折强度、3天抗压强度、11天抗折强度、11天抗压强度较原配方显著提高，随着抗折强度、抗压强度的提升，同时使用本胶合剂的产品延性提高、微裂纹明显减少，耐震性提升。

Claims (7)

1.一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂及其制备方法，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成：硅酸盐水泥40％～60％、石英砂20％～50％、减水剂0.3％～0.5％、增强纤维0.005％～0.02％，其余为水，所有原料总量为100％。

2.根据权利要求1所述的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成：52.5R硅酸盐水泥50％～60％、石英砂24％～45％、减水剂0.3％～0.4％、增强纤维0.005％～0.02％，其余为水，所有原料总量为100％。

3.根据权利要求1所述的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成：硅酸盐水泥52％～55％、石英砂35～40％％、减水剂0.3％～0.35％、增强纤维0.005％～0.01％，其余为水，所有原料总量为100％。

4.根据权利要求1所述的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，其特征在于：所述的硅酸盐水泥为符合《通用硅酸盐水泥》GB/T175-1996规定的PII52.5R及以上硅酸盐水泥，所述的石英砂为20目～100目，所述的水为自来水。

5.根据权利要求1所述的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸系减水剂。

6.根据权利要求1所述的高强度电瓷用延性水泥胶合剂，其特征在于：本发明所述的增强纤维为杜拉纤维。

7.根据权利要求1所述的一种高强度电瓷用延性水泥胶合剂及其制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一，称取52.5R水泥，石英砂和增强纤维倒入新型水泥搅拌机中搅拌，搅拌时间3min，使水泥、石英砂和增强纤维搅拌均匀。

步骤二，称取35℃温水和减水剂，将减水剂与水混合均匀，徐徐加入搅拌机中进行充分搅拌，搅拌3min，关闭搅拌机。

步骤三，重新启动搅拌机进行搅拌，持续搅拌时间4min，使胶合剂搅拌均匀。

步骤四，按照《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419-2005规定的要求，用水泥胶砂流动度测试仪测定水泥胶合剂的流动度，流动度的范围为175±10mm。