CN110577375A - 一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体及其制作的混凝土帆布和施工方法 - Google Patents

一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体及其制作的混凝土帆布和施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体及其制作的混凝土帆布和施工方法，所述水泥基体原料包括按照重量份数计的以下组分：硫铝酸盐水泥：700份‑800份，酸洗磷石膏：200份‑300份。将掺磷石膏快凝快硬水泥基体填充到三维间隔织物中，三维间隔织物上方设有胶粘密封层；所述的三维间隔织物包括上织布层、纤维丝层和下织布层，纤维丝层由三维分布的纤维丝组成。本发明提供一种新的用于混凝土帆布的水泥基体，该水泥基体体系中磷石膏的掺入可显著提高强度从而获得优异的性能，而且磷石膏的掺入还可以为解决现今磷石膏问题提供一种可行的解决方法。

Description

一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体及其制作的混凝土帆布和施 工方法
技术领域
本发明涉及混凝土帆布材料的制备领域，具体来说，涉及一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体及其制作的混凝土帆布和施工方法。
背景技术
混凝土因其抗压强度高、原材料丰富、生产价格低廉、生产工艺简单，能够长期保持良好的工作性能，且根据要求可制成不同品种的混凝土应用于工程中。随着时代的发展混凝土的使用量越来越大，混凝土结构已被应用在建筑工程、道路工程、桥梁工程、水电工程等领域。然而，混凝土本身存在抗拉性能低的重大缺点，导致混凝土在更广阔领域的应用受到了限制。以三维间隔织物作为增强材料制备得到的复合材料可满足各种性能的要求，不仅可以一次成型，而且可以用于路面快速修补、边坡防护、沟渠斜坡及修复、水下管道维修等建筑工程，还可以大大降低成本。
混凝土帆布具有厚度薄、快硬高强、限制裂缝宽度，并且可以铺设成任意形状的建筑构件。混凝土帆布是一种新型建筑材料，它是先将配制好的水泥基体材料从三维间隔织物的网孔面灌入，而后用密封胶将网孔面密封，避免水泥粉体漏出，最后在三维间隔织物的背面洒水成型的一种复合材料。混凝土帆布具有厚度薄、柔软易成型、快硬高强、限制裂缝的宽度等优点。
硫铝酸盐系列水泥广泛应用于抢修抢建工程、预制构件、GRC制品、低温施工工程、抗海水腐蚀工程等，具有早强、高强的等优良特点。
三维间隔织物，它是由顶层纤维织布和底层纤维织布以及连接表层织布的纤维丝所组成。它具有高弹、轻质等特性，这种三维间隔织物已由一些纺织公司设计生产出来并用来制造坐垫、枕芯、床垫、户外工具等。三维间隔织布层中间连接的纤维丝具有一定的弹性和承载能力。在生产过程中，三维间隔织物的厚度主要取决于两层织布中间连接的纤维丝的长度。间隔织物的底层和顶层以及中间的纤维丝，可以根据不同的性能要求，选择相同或者不同种类的纤维，如涤纶纤维、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维等等。
混凝土帆布材料开发一直是备受关注的问题，关于混凝土帆布在国内外的研究，其中三维间隔织物的种类及其编织工艺和水泥基体材料的强度是影响混凝土帆布性能的两大主要因素。针对三维间隔织物，应选用不同编织工艺的进行研究，从而确定增强效果最佳的织物类型。混凝土帆布的性能不仅与三维间隔织物的编织工艺有关，还与其制备工艺密不可分。因混凝土帆布的缺点是水泥基体加水后未得到搅拌，只能依靠水分子的渗透进行水化反应，可知水泥基体必定不能充分反应，导致强度无法充分体现。再结合混凝土帆布快硬高强的特点，因此，在制备混凝土帆布时应选择快硬高强的水泥。虽目前大多关于混凝土帆布水泥基体的研究均高强水泥和外掺料，其中以高强硫铝酸盐水泥为主的水泥基体体系，快硬高强效果最为显著，但外掺料的加入使成本提高。而高强硫铝酸盐水泥价格较为稳定，因此，为降低水泥基体成本，可从外掺料上展开研究。
我国磷矿资源存储量大，主要集中在湖北、贵州、云南和四川等地。其中，湖北省的存储量居全国前三，在宜昌已探明的存储量就已超过20亿吨，占湖北省总储量的54％，名列第一位。其中只有大概20％的磷石膏被使用，大部分磷石膏还是堆积处理，严重影响着周边环境和地下水资源。
发明内容
一种用于混凝土帆布的快凝快硬早强的水泥基体，将其用于混凝土布中可使其快速成型并且早期强度高，同时为解决磷石膏问题提供一种可行的办法，而且提供了该水泥基体的制作使用方法。并且提供一种三维间隔织物增强水泥基复合材料布的施工方法，在该材料上洒水后可快速凝固成各种形状复杂的建筑构件，无需搅拌和浇筑，尤其适用于特殊工程，而且其成本低廉、性能优异，还可以消耗利用磷石膏。
本发明技术方案：
一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体，所述水泥基体原料包括按照重量份数计的以下组分：
硫铝酸盐水泥：700份-800份，酸洗磷石膏：200份-300份。
优选地，所述硫铝酸盐水泥粉磨时不掺石膏，标号为82.5级；
所述的酸洗磷石膏制作方法为采用柠檬酸水溶液酸洗一次然后水洗至上层无悬浮油质物，最后将清洗干净的磷石膏放置在烘箱中烘干球磨12-17min得到酸洗磷石膏。
进一步优选地，所述柠檬酸水溶质量浓度为w＝0.05％-0.15％，将磷石膏全部倒入溶液中搅拌10-20min，随后浸泡1.5-2.5h，静置后倒掉上层溶液，再以水膏比为5:(0.05-0.15)的水量清洗3次且在第一次和第二次分别加入占饱和溶解度70％-80％的生石灰，生石灰与磷石膏中的残余酸、可溶磷、氟反应形成难溶的磷酸物和氟化物，以达到去除有害杂质的目的。每次清洗搅拌10-20min，静置25-35min，清洗干净的磷石膏放置在烘箱上烘干，烘干温度为48-52℃。
更进一步优选地，所述的掺磷石膏快凝快硬水泥基体，在制备混凝土帆布之前，将水泥基体机械搅拌混合，均匀分散后填充到用于制备混凝土帆布的三维织物中，填充容重达到1400kg/m3以上。
一种掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布，将掺磷石膏快凝快硬水泥基体填充到三维间隔织物中，三维间隔织物上方设有胶粘密封层；所述的三维间隔织物包括上织布层、纤维丝层和下织布层，纤维丝层由三维分布的纤维丝组成，纤维丝层中填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体上，织布层的网孔直径大于掺磷石膏快凝快硬水泥基体的粒径，下织布层是网孔直径小于掺磷石膏快凝快硬水泥基体的粒径。
优选地，胶粘密封层由织布、胶体制成；上织布层、纤维丝层和下织布层采用具有阻燃性能的纤维丝制成。
进一步优选地，所述胶体为聚氨酯防水防腐胶；
上织布层成分为涤纶，上织布层编织方式经编，其中经编延伸度低不易拆散，方向为0°、90°，为方孔的格局受力性能好，当一个方向受力另一个方向可限制变形；
中间纤维丝层为尼龙，其中中间纤维丝层的单位面积及根数较大可增强混凝土帆布的整体受力性能；
下织布层为涤纶；
所述混凝土帆布厚度为10mm。
一种掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布的制备方法，包括以下步骤：
1)制作三维间隔织物：采用经编纺织技术编织由上织布层、下织布层和纤维丝层组成的三维间隔织物，掺磷石膏快凝快硬水泥基体能够穿过上织布层的网孔，而不能穿过下织布层的密织网孔；
2)填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体：将掺磷石膏快凝快硬水泥基体倒入制作的三维间隔织物的上织布层的顶面上，通过上织布层的网孔，掺磷石膏快凝快硬水泥基体进入纤维丝层，直至掺磷石膏快凝快硬水泥基体充满纤维丝层；
3)密封上织布层网孔：在填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体完成之后，在三维间隔织物的上织布层的顶面设置胶粘密封层，密封上织布层的网孔，防止掺磷石膏快凝快硬水泥基体从上织布层的网孔中泄漏，同时密封层具有防水防腐的作用。
优选地，所述步骤2)在掺磷石膏快凝快硬水泥基体倒入上织布层后，使用压力器对三维间隔织物施加向下的压力，并且使用振动器对三维间隔织物振动，使得掺磷石膏快凝快硬水泥基体从松散状态变得密实。
所述的掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布或所述的方法制作的掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布的施工方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布倒置在工况表面上，使下织布层位于最上方；
S2：向下织布层的表面洒水，水通过下织布层渗透到三维间隔织物空间内，掺磷石膏快凝快硬水泥基体遇水凝固硬化成建筑构件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
1、本发明提供了一种新的用于混凝土帆布的快凝快硬水泥基体。在该混凝土帆布体系中掺入磷石膏可显著提高强度从而获得优异的性能，而且磷石膏的掺入还可以为解决现今磷石膏处理问题提供一种可行的解决方法。该混凝土布体系的应用可以促进磷石膏的利用变废为宝。本发明在利用本地大量堆积的工业废料磷石膏的同时，既提高了水泥基体强度又降低了混凝土帆布成品的价格，在具体成本价格上面只需要水泥及加工费用，无需外掺剂费用，这样究极大降低成本，利于推广使用。可以解决磷石膏堆积占用土地，污染地下水质的问题。
2、本发明它的应用可以解决当今的磷石膏处理问题，可有效的变废为宝消耗堆积的磷石膏。磷石膏的掺入可极大的提高水泥基体的强度，在水泥基体总量不变的情况下通过改变磷石膏的掺量来不断优化水泥基体，磷石膏的掺量由0％、10％依次到 40％，最终确定在磷石膏掺量为30％的时候水泥基体整体性能最佳。主要有以下指标： (1)体积安定性合格；(2)凝结时间符合要求；(3)抗折抗压强度高；(4)一定的膨胀率(2％-5％)刚好可以使水泥基体与三维织物紧密结合增强整体强度，具体见下表1、2和图1。总体来说该水泥基体高强快凝快硬而且可以结合磷石膏增强水泥基体强度还可以解决磷石膏问题。
3、本发明提供的混凝土帆布，防水防腐性能好强度佳，主要是由于密封胶粘层是应用的具有防水防腐功能的油脂性粘结剂，即单组分聚氨酯防水防腐胶均匀的涂抹在表面，使其形成保护层从而达到防水防腐的目的；可以满足混凝土帆布的制备要求的性能，固化后可折叠方便运输，并根据不同的工况铺设成不同的形状，还具有防水、防腐、防火和抗渗等性能，同时在洒水后可凝固硬化成各种形状复杂所需要的建筑构件，无需搅拌浇筑，易于施工，施工周期短。可将掺磷石膏三维间隔织物增强水泥基复合材料布应用于边坡防护、河堤构筑、沟渠斜坡等领域中。
4、本发明提供的混凝土帆布，具有良好的柔韧性和易变行性，主要是由于三维织物本身就是可变性的加之胶粘层固化后也是具有柔性的，在没有洒水硬化之前混凝土帆布整体是具有可变形性的，所以混凝土帆布整体具有柔韧性和易变行性，可卷曲起来方便运输，并且可以在施工现场铺设成任意形状，洒水后即完成施工，整个制备方法和施工方法简单易行。
5、本发明提供的混凝土帆布，强度佳。上织布层、纤维丝层和下织布层呈三维间隔织物，具有纤维织物增强作用。可以减少裂缝开展，主要是由于三维织物里面纤维丝阻碍了裂缝的开展，使水泥基体和三维织物牢牢的结合在一起，从而获得较强的性能。
6、本发明提供的混凝土帆布，具有防火等级高、防水的性能，主要是由于用于制备混凝土帆布的三维织物和胶粘层都是耐火等级B级以上的材料，并且胶粘层具有抗渗性能，故混凝土帆布具有防火和抗渗性能。所使用的材料具有阻燃性能，胶粘密封层可有效的防水防腐。
7、上织布层成分为涤纶，上织布层编织方式经编，其中经编延伸度低不易拆散，方向为0°、90°，为方孔的格局受力性能好，当一个方向受力另一个方向可限制变形；中间纤维丝层为尼龙，其中中间纤维丝层的单位面积及根数较大可增强混凝土帆布的整体受力性能。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图；
图2为本发明的成品样品图；
图3膨胀率测定结果；
图4原状磷石膏电镜图；
图5酸洗磷石膏电镜图；
其中，1为胶粘密封层、2为上织布层、3为纤维丝层、4为下织布层、5为掺磷石膏快凝快硬水泥基体。
具体实施方式
下面结合实例，对本发明的掺磷石膏水泥基体技术方案做进一步阐述。
本发明用于混凝土帆布体系的快凝快硬水泥基体采用硫铝酸盐水泥(CSA82.5)，其在粉磨过程中不添加任何石膏，磷石膏经酸洗烘干粉磨。磷石膏的具体处理方式为：综合考虑各因素，采用柠檬酸溶液浸泡和水洗相结合。具体作法如下：首先配制柠檬酸质量浓度为w＝1％的10L柠檬酸溶液，将2kg磷石膏全部倒入溶液中搅拌15min，随后浸泡2h，静置后倒掉上层溶液，再以水膏比为5:1的水量清洗3次，并在第一次和第二次水洗时加入占饱和溶解度75％的生石灰，每次清洗搅拌15min静置30min，最后将清洗干净的磷石膏放置在(50±2)℃的烘箱中，烘干至恒重。烘干后以5:1 的水膏比测得pH值为7.52，呈中性。其中该水泥基体的水灰比为0.33，在未洒水之前先将硫铝酸盐水泥和磷石膏干粉混合搅拌均匀，均匀填充到三维织物中。组份具体为：
硫铝酸盐水泥：700份-800份，酸洗磷石膏：200份-300份。
从基体反应机理分析，硫铝酸盐水泥水化过程中早期强度增长较快，净浆试件中硫铝酸盐水泥水化形成的产物是3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O(单硫型水化硫铝酸钙)，当磷石膏掺入水泥后，水泥中的3CaO·3Al2O3·CaSO4迅速与磷石膏中的CaSO4·2H2O 反应生成3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石)。生成的钙矾石占总水化反应产物的50％～60％，且钙矾石的强度高于单硫型水化硫铝酸钙，早期反应生成的钙矾石形成空间骨架，同时生成的Al(OH)3呈凝胶状不断填充在钙矾石骨架中，这是硫铝酸盐水泥与磷石膏在早期反应速率快且强度高的根本原因。
实施例1：
原材料选为组份700硫铝酸盐水泥(CSA82.5)，磷石膏组份为300的酸洗烘干球磨15min后的磷石膏粉，三维间隔织物上面层成分为涤纶和碳纤维，下面层成分为聚酯纤维，中间纱线为尼龙，厚度为10mm。参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346-2011)规范中标准稠度试验方法，测定水胶比为0.33。制备40mm×40mm×160mm的三联试块，成型后的试件放入相对湿度不低于90％、温度为(20±1)℃的标准养护箱中，测定相应龄期的抗折抗压强度值。
试验结果为1d抗折强度达到10MPa,7d抗折强度达到13MPa；1d抗压强度达到50Mpa，7d抗压强度达到65MPa。制备的混凝土帆布容重为1440kg/m3，拉伸强度平均值可达6.13MPa。
如图1所示，一种掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布，将掺磷石膏快凝快硬水泥基体5填充到三维间隔织物中，三维间隔织物上方设有胶粘密封层1；所述的三维间隔织物包括上织布层2、纤维丝层3和下织布层4，纤维丝层3由三维分布的纤维丝组成，纤维丝层3中填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体5上，织布层2的网孔直径大于掺磷石膏快凝快硬水泥基体5的粒径，下织布层4是网孔直径小于掺磷石膏快凝快硬水泥基体5的粒径。
优选地，胶粘密封层1由织布、胶体制成；上织布层2、纤维丝层3和下织布层4 采用具有阻燃性能的纤维丝制成。
进一步优选地，所述胶体为聚氨酯防水防腐胶；
上织布层2成分为涤纶，上织布层2编织方式经编，其中经编延伸度低不易拆散，方向为0°、90°，为方孔的格局受力性能好，当一个方向受力另一个方向可限制变形；
中间纤维丝层3为尼龙，其中中间纤维丝层的单位面积及根数较大可增强混凝土帆布的整体受力性能；
下织布层4为涤纶；
所述混凝土帆布厚度为10mm。
上述结构的掺磷石膏三维间隔织物增强水泥基复合材料布，掺磷石膏掺磷石膏快凝快硬水泥基体5填充在纤维丝层3中，因为下织布层4的网孔直径小于掺磷石膏快凝快硬水泥基体5的粒径，所以掺磷石膏掺磷石膏快凝快硬水泥基体5不会从下织布层4渗漏。又因为上织布层2的顶面设置有密封层1，胶粘密封层1封堵了上织布层2的网孔，所以掺磷石膏掺磷石膏快凝快硬水泥基体5不会从上织布层2渗漏。因此，在三维间隔织物增强水泥基复合材料布中，掺磷石膏快凝快硬水泥基体5 被限制在纤维丝层3中，不会从复合材料布中泄露。
进一步，所述的复合材料布的厚度为10mm并且可以调整，上织布层2和下织布层4的厚度分别为0.5～1.5mm之间，具体的厚度根据工程需要来选择。
上述掺磷石膏三维间隔织物增强水泥基复合材料布的制备方法，包括以下步骤：
1)制作三维间隔织物：采用经编纺织技术编织由上织布层2、下织布层4和纤维丝层3组成的三维间隔织物，掺磷石膏快凝快硬水泥基体5能够穿过上织布层2的网孔，而不能穿过下织布层4的密织网孔；
2)填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体：将掺磷石膏快凝快硬水泥基体5倒入制作的三维间隔织物的上织布层2的顶面上，通过上织布层2的网孔，掺磷石膏快凝快硬水泥基体5进入纤维丝层3，直至掺磷石膏快凝快硬水泥基体5充满纤维丝层3；
3)密封上织布层2网孔：在填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体5完成之后，在三维间隔织物的上织布层2的顶面设置胶粘密封层1，密封上织布层2的网孔，防止掺磷石膏快凝快硬水泥基体5从上织布层2的网孔中泄漏，同时密封层1具有防水防腐的作用。
优选地，所述步骤2)在掺磷石膏快凝快硬水泥基体5倒入上织布层2后，使用压力器对三维间隔织物施加向下的压力，并且使用振动器对三维间隔织物振动，使得掺磷石膏快凝快硬水泥基体5从松散状态变得密实。
上述的三维间隔织物增强水泥基复合材料布的施工方法，包括以下步骤：首先，将复合材料布倒置在工况表面上，使得三维间隔织物中的下织布层4位于最上方；随后，向下织布层4的表面洒水，水通过下织布层4渗透到三维间隔织物空间内，并与掺磷石膏掺磷石膏快凝快硬水泥基体5发生反应，生成凝固硬化成建筑构件。在施工方法中，填充掺磷石膏掺磷石膏快凝快硬水泥基体5的三维间隔织物具有良好的柔韧性和易变形性，该材料与水反应后，可以凝结硬化成固定形状。
对比例1：
原材料选为硫铝酸盐水泥(CSA82.5)。参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346-2011)规范中标准稠度试验方法，测定水胶比为0.33。制备40mm×40mm×160mm的三联试块，成型后的试件放入相对湿度不低于90％、温度为(20±1)℃的标准养护箱中，测定相应龄期的抗折抗压强度值。
试验结果为净浆1d抗折强度达到7MPa,7d抗折强度达到10MPa；1d抗压强度达到36MPa,7d抗压强度达到46MPa。
实施例2：
原材料选为硫铝酸盐水泥(CSA82.5)和酸洗磷石膏。参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346-2011)规范中标准稠度试验方法，测定水胶比为0.33。制备40mm×40mm×160mm的三联试块，成型后的试件放入相对湿度不低于90％、温度为(20±1)℃的标准养护箱中，测定体积安定性(表2)、凝结时间(表3)、膨胀率(图3)、抗折抗压强度高相应龄期的抗折抗压强度值(表 4)。
表2体积安定性测定结果
表3凝结时间测定结果
试件种类 磷石膏-0％ 磷石膏-10％ 磷石膏-20％ 磷石膏-30％ 磷石膏-40％
初凝时间/min 158 26 36 42 66
终凝时间/min 168 27 37 45 67
在具体研制掺磷石膏水泥基体的过程中主要参数及数据如下表4：
表4不同掺量磷石膏水泥基体强度
最后确定磷石膏掺量为30％的时候强度高并且有一定的微膨胀刚好可以和三维间隔织物紧密结合形成性能良好的混凝土帆布。
通过对比例1和2可以看出加入磷石膏后的水泥基体强度都要比净浆试件的强度要高，且磷石膏掺量在30％的时候试件强度最大。
对比例2
磷石膏不经过本申请酸洗、生石灰预处理，掺磷石膏水泥基体主要参数及数据如下表5。
表5掺磷石膏水泥基体主要参数
由表4可知，预处理之后的同样掺量磷石膏情况下，强度要高。
实施例3
所述的酸洗磷石膏制作方法为采用柠檬酸水溶液酸洗一次然后加生石灰水洗至上层无悬浮油质物，最后将清洗干净的磷石膏放置在烘箱中烘干球磨10-17min得到酸洗磷石膏。
球磨条件为二氧化锆磨珠直径3.5×10mm、填充量60％，球磨速度16.8r/min，改变球磨时间。其中球磨5min、10min、13min和15min之后的粒径和掺磷石膏30％的时候初、终凝时间及7d膨胀率如下表5。
表5
球磨时间/min 5 10 13 15
粒径/um 600-900 300-600 400-550 100-300
初凝时间/min 60 56 40 42
终凝时间/min 62 61 43 45
7d膨胀率/100％ 0.0195 0.0198 0.0212 0.0398
采用不同粒径的磷石膏颗粒按照重量份进行配比，掺磷石膏30％的时候初、终凝时间及7d膨胀率如下表6。
表6
从表5中可以看出随着球磨处理时间的进一步延长，磷石膏粒径小粒径颗粒所占比例逐渐增加，大粒径颗粒所占比例逐渐减少。球磨处理后磷石膏颗粒表面产生裂缝，外形呈现絮片状，这样使得磷石膏呈现一定的膨胀特性；但是随着球磨时间的进一步延长至13min时，絮片状在机械力作用下继续崩解并产生许多不规则的碎片，进而对磷石膏的膨胀特性有所抑制不再继续增加，选取粒径为100-300um：300-600um重量比为1:1进行配比得到混合酸洗磷石膏颗粒，该混合酸洗磷石膏颗粒的具有合适的膨胀率为2.98％，制作的掺磷石膏30％的时候初、终凝时间及7d抗折抗压强度为46min、 47min和11.08MPa、55.03MPa，条件最为合适。
实施例4
原材料选为重量份为：70份硫铝酸盐水泥(CSA82.5)，30份磷石膏的酸洗烘干球磨15min后的磷石膏粉，三维间隔织物上织布层2成分为涤纶，上织布层2方向为0°、 90°，纤维丝层3为尼龙，下织布层4成分为涤纶，厚度为10mm。参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346-2011)规范中标准稠度试验方法，测定水胶比为0.33。制备40mm×40mm×160mm的三联试块，成型后的试件放入相对湿度不低于90％、温度为(20±1)℃的标准养护箱中，测定相应龄期的抗折抗压强度值。
试验结果为1d抗折强度达到10MPa,7d抗折强度达到13MPa；1d抗压强度达到50MPa,7d抗压强度达到65MPa。制备的混凝土帆布容重为1440kg/m3，拉伸强度平均值经向可达2.12MPa纬向可达6.17MPa，具体应用中以纬为主要受力方向。
实施例5
原材料选为组份70硫铝酸盐水泥(CSA82.5)，磷石膏组份为30的酸洗烘干球磨15min后的磷石膏粉，三维间隔织物上织布层2成分为涤纶和碳纤维，上织布层2方向为±45°，下织布层4成分为聚酯纤维，纤维丝层3为尼龙，厚度为10mm。参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346-2011)规范中标准稠度试验方法，测定水胶比为0.33。制备40mm×40mm×160mm的三联试块，成型后的试件放入相对湿度不低于90％、温度为(20±1)℃的标准养护箱中，测定相应龄期的抗折抗压强度值。
试验结果为1d抗折强度达到10MPa,7d抗折强度达到13MPa；1d抗压强度达到50MPa,7d抗压强度达到65MPa。制备的混凝土帆布容重为1440kg/m3，拉伸强度平均值经向可达1.52MPa纬向可达6.00MPa。
由实施例4和5可以看出上织布层2成分为涤纶，上织布层方向为0°、90°，中间纱线为尼龙，下面层成分为涤纶三维间隔织物制备的混凝土帆布整体性能优异，实际应用中选择该种三维间隔织物制备混凝土帆布。

Claims (10)

1.一种掺磷石膏快凝快硬水泥基体，其特征在于，所述水泥基体原料包括按照重量份数计的以下组分：
硫铝酸盐水泥：700份-800份，酸洗磷石膏：200份-300份。
2.根据权利要求1所述的掺磷石膏快凝快硬水泥基体，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥粉磨时不掺石膏，标号为82.5级；
所述酸洗磷石膏的制作方法为采用柠檬酸水溶液酸洗一次，然后加生石灰水洗至上层无悬浮油质物，将清洗干净的磷石膏放置在烘箱中烘干球磨10-17 min得到酸洗磷石膏。
3.根据权利要求2所述的掺磷石膏快凝快硬水泥基体，其特征在于，所述柠檬酸水溶质量浓度为w=0.05%-0.15%，将磷石膏全部倒入溶液中搅拌10-20 min，随后浸泡1.5-2.5h，静置后倒掉上层溶液，再以水膏比为 5:（0.05-0.15）的水量清洗 2-3次且在第一次和第二次分别加入占饱和溶解度70%-80%的生石灰，每次清洗搅拌10-20min，静置 25-35min，清洗干净的磷石膏放置在烘箱上烘干，烘干温度为48-52℃。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的掺磷石膏快凝快硬水泥基体，其特征在于，在制备混凝土帆布之前，将水泥基体机械搅拌混合，均匀分散后填充到用于制备混凝土帆布的三维织物中，填充容重达到1400kg/m3 以上。
5.一种掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布，其特征在于，将掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）填充到三维间隔织物中，三维间隔织物上方设有胶粘密封层（1）；所述的三维间隔织物包括上织布层（2）、纤维丝层（3）和下织布层（4），纤维丝层（3）由三维分布的纤维丝组成，纤维丝层（3）中填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）上，织布层（2）的网孔直径大于掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）的粒径，下织布层（4）是网孔直径小于掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）的粒径。
6.根据权利要求5所述的掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布，其特征在于，
胶粘密封层（1）由织布、胶体制成；上织布层（2）、纤维丝层（3）和下织布层（4）采用具有阻燃性能的纤维丝制成。
7.根据权利要求6所述的一种掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布，其特征在于，所述胶体为聚氨酯防水防腐胶；
上织布层（2）成分为涤纶，上织布层（2）编织方式经编，其中经编延伸度低不易拆散，方向为0°、90°；中间纤维丝层（3）为尼龙；下织布层（4）为涤纶；所述混凝土帆布厚度为10mm。
8.一种掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）制作三维间隔织物：采用经编纺织技术编织由上织布层（2）、下织布层（4）和纤维丝层（3）组成的三维间隔织物，掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）能够穿过上织布层（2）的网孔，而不能穿过下织布层（4）的密织网孔；
2）填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体：将掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）倒入制作的三维间隔织物的上织布层（2）的顶面上，通过上织布层（2）的网孔，掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）进入纤维丝层（3），直至掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）充满纤维丝层（3）；
3）密封上织布层（2）网孔：在填充掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）完成之后，在三维间隔织物的上织布层（2）的顶面设置胶粘密封层（1），密封上织布层（2）的网孔，防止掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）从上织布层（2）的网孔中泄漏，同时密封层（1）具有防水防腐的作用。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）在掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）倒入上织布层（2）后，使用压力器对三维间隔织物施加向下的压力，并且使用振动器对三维间隔织物振动。
10.权利要求5-7所述的掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布或权利要求8-9任意一项所述的方法制作的掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：将掺磷石膏的水泥基体制备的混凝土帆布倒置在工况表面上，使下织布层（4）位于最上方；
S2：向下织布层（4）的表面洒水，水通过下织布层（4）渗透到三维间隔织物空间内，掺磷石膏快凝快硬水泥基体（5）遇水凝固硬化成建筑构件。
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