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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料，用于解决现有技术中制造混凝土的复合材料的抗冲耐磨性能较差的问题。本发明包括P.042.5水泥25‑30份，超细硅粉2‑5份，粒化高炉矿渣份2‑5份，二级粉煤灰3‑5份，石英砂60‑70份，耐磨骨料5‑10份，高弹模量纤维1‑5份，高性能减水剂0.5‑1份，天然无机纳米材料2‑8份，纳米SiO2 1‑3份，纤维素醚0.1‑0.5份，压抹爽滑剂0.5‑1份。本发明中按照各组份物质配制的复合材料能够有效的提高该复合材料的抗冲耐磨性能，同时兼具防水、防渗、防腐、高抗疲劳等性能。

Description

一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体的是涉及一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料。
背景技术
目前，我国是世界上建坝数量最多的国家，但又因为我国河流含有大量泥沙、碎石等，高速、含砂、推移质水流使我国运行中的大坝泄水建筑物有70％存在不同程度的冲磨破坏问题，有的甚至非常严重，给经济社会的发展造成了较大损失。
随着水利水电事业的发展，高水头大流量的水工建筑物是必然趋势，建筑物受磨蚀将愈来愈突出，这将成为水工建筑物在设计、兴建、运行和管理过程中的棘手问题，如何预测和减轻乃至解决含沙高速水流的冲刷磨蚀问题是非常必要的，也是水工建筑物亟待解决问题之一。
但是，在悬移质和推移质泥沙的冲磨作用下，混凝土组成材料中抗冲耐磨性能较差的部分首先被磨掉，从而使混凝土抗冲耐磨性能急剧下降。所以提高混凝土中各组分的抗冲耐磨性能及其所占比例，承受较多的冲磨作用，并改善各组分之间的界面结合状况，都是有利于混凝土抗冲耐磨性能的提高。
综上，混凝土抗冲耐磨性能急剧下降的原因主要是制造混凝土的复合材料的抗冲耐磨性能差。因此，我们迫切的需要一种可以提高抗冲耐磨性能的复合材料。
发明内容
基于以上问题，本发明提供了一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料，用于解决现有技术中制造混凝土的复合材料的抗冲耐磨性能较差的问题。本发明中按照各组份物质配制的复合材料能够有效的提高该复合材料的抗冲耐磨性能。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料，按配比由如下物质组成：
Figure RE-GDA0002394743130000011
Figure RE-GDA0002394743130000021
作为一种优选的方式：
所述超细硅粉的活性指数达到S105；
所述石英砂为20-80目；
所述耐磨骨料为金刚砂或钢玉石；
所述高弹模量纤维的公称长度为3-6mm，抗拉强度大于为1200N/mm2；
所述高性能减水剂的减水率大于为30％；
所述天然无机纳米材料为天然矿物，且为层状结构；
一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料的制备方法，原料包括权利要求1或2所述的水工建筑物抗冲耐磨复合材料；将原料按照比例精确称量，经搅拌机混合均匀后，称量包装。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明所提供的水工建筑物抗冲耐磨复合材料，是一种纯无机水工建筑物高性能抗冲耐磨复合材料，并且具有优异的耐久性，可以做到和建筑物同寿命。
(2)本发明所提供的水工建筑物抗冲耐磨复合材料，复合材料制备及施工过程完全无毒化。
(3)本发明所提供的水工建筑物抗冲耐磨复合材料，复合材料对施工基面要求低，潮湿基面也可以施工，施工过程具有便捷性。
(4)本发明所提供的水工建筑物抗冲耐磨复合材料，在具有抗冲耐磨性能的同时兼具防水、防渗、防腐、高抗疲劳等性能。
(5)本发明通过一种天然纳米材料的加入改善其性能。此材料本身具有良好的微观结构特质，扫描电镜显示其结构呈链状，能有效改变水泥基材料界面的微观结构，提高水泥基材料的密实度和耐久性。同时材料具有良好的粘结性、吸附性并能降低水在混凝土界面的表面张力，同时具有非常良好的保水性能。
(6)本发明通过纳米SiO2的加入改善其性能，此材料能与水泥水化后的产物进行二次反应，生成不溶性结晶体，堵塞孔隙及裂缝，使水泥石更加密实。同时在遭受破坏时，未反应完的此纳米材料还能继续和水化产物反应，在破坏初期即进行了修复，从而达到阻止水泥基材料的进一步破坏，同时延长了建构物的使用寿命。
(7)本发明通过加入超细活性矿物材料，进一步提高水泥基材料的性能。通过超细粉的加入，由于其粒径较小，且具有活性，可以填充在水泥石材料的空隙中，并且可以进一步与水化产物反应，提高水泥的密实度，从而提高水泥石的耐久性及力学性能。
(8)本发明通过高弹模纤维的加入，进一步改善水泥基材料的力学性能。使其达到高抗冲击力，高抗拉能力，高抗疲劳性能以及高耐磨性能。通过高弹模纤维材料的使用，还以提高建筑物的整体稳定性，进而提高了其抗震性能。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
P.042.5水泥25份，超细硅粉2份，粒化高炉矿渣份2份，二级粉煤灰3份，石英砂 60份，耐磨骨料5份，高弹模量纤维1份，高性能减水剂0.5份，天然无机纳米材料2 份，纳米SiO21份，纤维素醚0.1份，压抹爽滑剂0.5份。
其中，超细硅粉的活性指数达到S105；石英砂为20-80目；耐磨骨料为金刚砂或钢玉石；高弹模量纤维的公称长度为3-6mm，抗拉强度大于为1200N/mm2；高性能减水剂的减水率大于为30％；天然无机纳米材料为天然矿物，且为层状结构。
一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料的制备方法，原料包括上述水工建筑物抗冲耐磨复合材料；将上述原料按照上述比例精确称量，经搅拌机混合均匀后，称量包装即可。
抗冲耐磨复合材料性能指标
Figure RE-GDA0002394743130000031
基于上述实施例所做的具体试验记录如下：
通过上述试验，不难看出由上述实施例中各组份配制的复合材料，其抗压强度、抗折强度、抗拉强度、抗冲磨强度均得到了有效的提高，同时兼具防水、防渗、防腐、高抗疲劳等性能，无早期开裂情况等。
实施例2：
P.042.5水泥30份，超细硅粉5份，粒化高炉矿渣份5份，二级粉煤灰5份，石英砂 70份，耐磨骨料10份，高弹模量纤维5份，高性能减水剂1份，天然无机纳米材料8份，纳米SiO23份，纤维素醚0.5份，压抹爽滑剂1份。
其中，超细硅粉的活性指数达到S105；石英砂为20-80目；耐磨骨料为金刚砂或钢玉石；高弹模量纤维的公称长度为3-6mm，抗拉强度大于为1200N/mm2；高性能减水剂的减水率大于为30％；天然无机纳米材料为天然矿物，且为层状结构。
一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料的制备方法，原料包括实施例2中水工建筑物抗冲耐磨复合材料；将实施例2中的原料按照上述比例精确称量，经搅拌机混合均匀后，称量包装即可。
实施例3：
P.042.5水泥28份，超细硅粉3份，粒化高炉矿渣份3份，二级粉煤灰4份，石英砂 65份，耐磨骨料7份，高弹模量纤维3份，高性能减水剂0.8份，天然无机纳米材料5 份，纳米SiO22份，纤维素醚0.3份，压抹爽滑剂0.8份。
其中，超细硅粉的活性指数达到S105；石英砂为20-80目；耐磨骨料为金刚砂或钢玉石；高弹模量纤维的公称长度为3-6mm，抗拉强度大于为1200N/mm2；高性能减水剂的减水率大于为30％；天然无机纳米材料为天然矿物，且为层状结构。
一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料的制备方法，原料包括实施例3中水工建筑物抗冲耐磨复合材料；将实施例3中的原料按照上述比例精确称量，经搅拌机混合均匀后，称量包装即可。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料，其特征在于：按配比由如下物质组成：
Figure FDA0002339658130000011
2.根据权利要求1所述的一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料，其特征在于：
所述超细硅粉的活性指数达到S105；
所述石英砂为20-80目；
所述耐磨骨料为金刚砂或钢玉石；
所述高弹模量纤维的公称长度为3-6mm，抗拉强度大于为1200N/mm2；
所述高性能减水剂的减水率大于为30％；
所述天然无机纳米材料为天然矿物，且为层状结构；
3.一种水工建筑物抗冲耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：原料包括权利要求1或2所述的水工建筑物抗冲耐磨复合材料；将原料按照比例精确称量，经搅拌机混合均匀后，称量包装。
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