膨润土水泥基复合材料及其制备方法技术

一种膨润土水泥基复合材料，其特征在于:该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，通过利用膨润土的吸附性和PVA纤维强度高、模量高、伸度低的特点，使得本发明专利技术具有早期强度高、初凝时间短、泌水率低的优点，同时增强了水泥基复合材料的抗折性和抗劈拉性，从而达到双增韧的效果。

Bentonite cement-based composites and their preparation methods

A bentonite cement composite material, which is characterized in that the material consists of PVA fiber, Portland cement, iron tailings, natural sand, water, thickening agent, polycarboxylic acid superplasticizer and calcium bentonite, through adsorption and PVA fiber strength, high utilization of bentonite high modulus, elongation characteristics of low degree, so that the present invention has high early strength, initial setting time is short, low bleeding rate advantages, while enhancing the cement composite flexural and tensile properties, so as to achieve the double toughening effect.

【技术实现步骤摘要】
膨润土水泥基复合材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
涉及一种水泥基复合材料的制备方法。具体的讲涉及一种适用于在建筑行业和地下工程及桥梁工程的修补的膨润土水泥基复合材料。
技术介绍
水泥基复合材料是由水泥基胶凝材料、水泥基添加剂等组成,与水或乳液搅拌后稍加辅助性施工的防水材料。它具有良好的粘结性、抗渗性、抗冻性和柔韧性,而且施工速度快、力学性能好、龟裂少,另外水泥基聚复合材料还具有耐碱和硫酸盐腐蚀等功能特性。由于具有这些特征,使得该类材料的发展受到重视,目前正处于快速发展和快速扩大应用的阶段。传统的水泥基复合材料存在着强度低、抗裂性差、耐久性指标不能满足需要，骨料的颗粒过大或过小，对加固的环境适应性差等缺点，严重威胁混凝土结构的安全性和耐久性。目前国内外对水泥基结构修补砂浆的制备一般针对具体的工程类别进行水泥基结构修补砂浆研制,即进行某种具有特殊用途或具备某项特点的加固材料的研制,比如高强、大流动性等,并且对原材料的种类、质量要求高,对施工工艺要求严格,适用范围小。并且,在实际的应用中水泥基结构修补砂浆存在着不同特性之间的矛盾,比如早期强度高的加固材料的收缩比较大,容易产生微裂缝加入早强剂后对后期强度又有一定的影响骨料的类型及尺寸对加固材料的微膨胀性能产生抑制作用从而限制了水泥基结构修补砂浆的生产和应用。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种膨润土水泥基复合材料及其制备方法，是一种适用于建筑防渗工作以及一些地下工程及桥梁工程的修补工作中的建筑材料。目的是为了改进现有膨润土与水泥基复合材料不同性能之间存在的矛盾以及水泥基复合材料力学性能的不足，由不同的膨润土、水胶比、水泥用量和PVA纤维掺量等材料按一定重量配比组成的在合理配比下的水泥复合材料，其脆性得到很大的改善，并且具有自行硬化、吸湿膨胀性、较好的抗折性及抗劈拉性，还具有价格低廉的优点。未来此材料将会有广泛的研究和应用。技术方案：一种膨润土水泥基复合材料，其特征在于:该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，各组分的配合比如下：普通硅酸盐水泥：95-120㎏/m³钙基膨润土：掺量为水泥重量的60%~120%PVA纤维：掺量为水泥体积的1-3%铁尾矿砂及天然砂混合物：占水泥质量的15-30%铁尾矿砂占铁尾矿砂及天然砂混合物混合物总质量的30%~50%水：46~107㎏粉煤灰：掺量为水泥质量的10-20%增稠剂：占所加胶凝材料质量的百分比为0.1-0.18%减水剂:占所加胶凝材料质量的百分比为0.6-1.2%。该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，各组分的配合比如下：普通硅酸盐水泥：100㎏/m³钙基膨润土：掺量为水泥重量的60%~120%PVA纤维：掺量为水泥体积的2%铁尾矿砂及天然砂混合物：占水泥质量的20%铁尾矿砂占铁尾矿砂及天然砂混合物混合物总质量的30%~50%水：46~107㎏粉煤灰：掺量为水泥质量的15%增稠剂：占所加胶凝材料质量的百分比为0.15%减水剂:占所加胶凝材料质量的百分比为1.0%。所述胶凝材料质量为粉煤灰、普通硅酸盐水泥和钙基膨润土的总质量。制备上述的膨润土水泥基复合材料所用的制备方法，其特征在于:将上述普通硅酸盐水泥、不同掺量的钙基膨润土（分三次对比试验）、PVA纤维（做0%、2%两种变化）混合，通过水泥胶砂搅拌机搅拌后，通过插入式振捣器机械振捣均匀，至无气泡排出为止，搅拌振捣时间为2-5分钟，静置一分钟过后，沿壁倒出减少气泡的产生，得到拌合物A；将上述减水剂、增稠剂和水按照实验配合比设计所取掺量调配得到溶液B；将溶液B和拌合物A混合沿顺时针方向搅拌均匀，搅拌时间为3-6分钟，即制得本专利技术所需膨润土-PVA纤维水泥基复合材料。PVA纤维需经过预处理之后再与普通硅酸盐水泥和不同掺量的钙基膨润土混合，预处理步骤如下：（1）、将PVA纤维的长度剪为5-10mm；（2）、取白乳胶和水混合，白乳胶与水混合的质量比为1:20，充分混合成待雾化液体备用；（3）、取硅藻土过200目，备用；（4）、将PVA纤维置于容器中，然后将该容器四周相对密封，在容器侧壁设置有像容器内吹风的吹风口、向容器内喷雾的喷雾口和喷料口，然后利用吹风口的风将容器内的PVA纤维吹起，使得PVA纤维被均匀吹散，在吹风5分钟后，利用喷雾口向容器内吹（2）步骤被雾化后的液体，喷入的液体的质量为PVA纤维质量的4-5倍，当喷入的液体的质量为PVA纤维质量的2-2.5倍的时候，向容器内，喷入（3）步骤细分，喷入的细分的质体积是PVA纤维体积的2/5，直到雾化液体全部喷完，之后迅速将PVA纤维与普通硅酸盐水泥和不同掺量的钙基膨润土混合。（4）步骤雾化液体全部喷完后继续吹风1分钟。优点效果：膨润土水泥基复合材料及其制备方法，本专利技术深入研究了膨润土在水泥基材料中的作用，并通过改变混合材料配比，研究膨润土在不同状况下水泥基复合材料的性能，最终找出具有优良性能的膨润土-PVA纤维水泥复合材料的合理配比。本专利技术是一种具有优良的抗劈拉、抗折、抗压以及抗渗性能的水泥基材料。具体由不同的掺量的钙基膨润土、水胶比、水泥用量和PVA纤维等材料按一定体积及重量配比组成。通过添加一定量的钙基膨润土和PVA纤维，使得材料具有良好的抗折及抗劈拉性。在合理配比下，通过加入钙基膨润土提高材料的吸湿膨胀性和缩短初凝时间，采用普通硅酸盐水泥提高材料的早期强度，添加PVA纤维优化材料的抗折性及抗劈拉性。综上所述，本专利技术较以往的传统水泥基复合材料具备高抗压性，耐腐性和吸水性。相较于普通的水泥基复合材料具有初凝时间较短，早期强度高的优点。通过在水泥基材料里添加膨润土提高黏稠性，和PVA纤维抑制材料的早期收缩，达到双增韧的效果，提高了材料的抗拉，抗折强度。具体实施内容本专利技术探究膨润土在水泥基复合材料中的应用，通过调整水胶比、钙基膨润土及普通硅酸盐水泥的配比以及PVA纤维的掺量，来改善材料的力学性能。通过使用Ⅰ级粉煤灰，由于I级粉煤灰相较于II级粉煤灰的细度更小，强度更大，能够增加水泥基复合材料的强度，用尾矿砂替代一定量的砂石，来达到环保的目的。通过抗压、抗折、抗拉强度和防渗实验，得到数据并分析其性能。一种膨润土水泥基复合材料，其特征在于:该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，各组分的配合比如下：普通硅酸盐水泥：100㎏/m³钙基膨润土：掺量为水泥重量的60%~120%PVA纤维：掺量为水泥体积的2%铁尾矿砂及天然砂混合物：占水泥质量的20%铁尾矿砂占铁尾矿砂及天然砂混合物混合物总质量的30%~50%水：46~107㎏粉煤灰：掺量为水泥质量的15%增稠剂：占所加胶凝材料质量的百分比为0.15%减水剂:占所加胶凝材料质量的百分比为1.0%所述胶凝材料质量为粉煤灰、普通硅酸盐水泥和钙基膨润土的总质量。制备上述的膨润土水泥基复合材料所用的制备方法，其特征在于:将上述普通硅酸盐水泥、不同掺量的钙基膨润土（分三次对比试验）、PVA纤维（做0%、2%两种变化）混合，通过水泥胶砂搅拌机搅拌后，通过插入式振捣器机械振捣均匀，至无气泡排出为止，搅拌振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨润土水泥基复合材料，其特征在于:该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，各组分的配合比如下：普通硅酸盐水泥：95‑120㎏/m³钙基膨润土：掺量为水泥重量的60%~120%PVA纤维：掺量为水泥体积的1‑3%铁尾矿砂及天然砂混合物：占水泥质量的15‑30%铁尾矿砂占铁尾矿砂及天然砂混合物混合物总质量的30%~50%水：46~107㎏粉煤灰：掺量为水泥质量的10‑20%增稠剂：占所加胶凝材料质量的百分比为0.1‑0.18%减水剂:占所加胶凝材料质量的百分比为0.6‑1.2%。

【技术特征摘要】
1.一种膨润土水泥基复合材料，其特征在于:该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，各组分的配合比如下：普通硅酸盐水泥：95-120㎏/m³钙基膨润土：掺量为水泥重量的60%~120%PVA纤维：掺量为水泥体积的1-3%铁尾矿砂及天然砂混合物：占水泥质量的15-30%铁尾矿砂占铁尾矿砂及天然砂混合物混合物总质量的30%~50%水：46~107㎏粉煤灰：掺量为水泥质量的10-20%增稠剂：占所加胶凝材料质量的百分比为0.1-0.18%减水剂:占所加胶凝材料质量的百分比为0.6-1.2%。2.根据权利要求1所述的膨润土水泥基复合材料，其特征在于:该材料由PVA纤维、普通硅酸盐水泥、铁尾矿砂、天然砂、水、增稠剂、聚羧酸性减水剂和钙基膨润土组成，各组分的配合比如下：普通硅酸盐水泥：100㎏/m³钙基膨润土：掺量为水泥重量的60%~120%PVA纤维：掺量为水泥体积的2%铁尾矿砂及天然砂混合物：占水泥质量的20%铁尾矿砂占铁尾矿砂及天然砂混合物混合物总质量的30%~50%水：46~107㎏粉煤灰：掺量为水泥质量的15%增稠剂：占所加胶凝材料质量的百分比为0.15%减水剂:占所加胶凝材料质量的百分比为1.0%。3.根据权利要求1所述的膨润土水泥基复合材料，其特征在于:所述胶凝材料质量为粉煤灰、普通硅酸盐水泥和钙基膨润土的总质量。4.制备权利要求1所述的膨润土水泥基复合材料所用的制备方法，其特征在于:将上述普通硅酸盐水泥、不同掺量的钙基膨润土、...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晨峰，黄志强，江荷曲，冯东林，马相雯，刘泽鲲，陈雪鹏，王耀明，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21