本发明专利技术提供了一种胶凝材料，属于混凝土材料技术领域。本发明专利技术提供的胶凝材料包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙35～100份，铝酸钙0～50份，磷酸三钙0～30份；所述磷铝酸钙的分子式为Ca8Al12P2O31。本发明专利技术提供的胶凝材料早期强度高，且后期强度稳定。采用所述胶凝材料制备的海洋补强材料具有补强和防护作用，具备固化氯离子的能力。且固化前后体积收缩不明显，具有较好的界面相容性。
Cementitious material and its preparation method and application, marine reinforcing material
The invention provides a cementitious material, which belongs to the technical field of concrete materials. The cementitious material provided by the invention comprises the following components of weight fraction: calcium phosphoaluminate 35-100 phr, calcium aluminate 0-50 phr and tricalcium phosphate 0-30 phr; the molecular formula of the calcium phosphoaluminate is Ca8Al12P2O31. The cementitious material provided by the invention has high early strength and stable strength at later stage. The marine reinforcing material prepared by the cementitious material has reinforcing and protective effects and the ability to solidify chloride ions. The volume shrinkage is not obvious before and after curing, and has good interface compatibility.
【技术实现步骤摘要】
一种胶凝材料及其制备方法与应用、一种海洋补强材料
本专利技术涉及混凝土材料
，尤其涉及一种胶凝材料及其制备方法与应用、一种海洋补强材料。
技术介绍
胶凝材料广泛应用于工业与民用建筑、水利工程以及城乡建设，而且还可替代钢材和木材用以生产轨枕、电线杆、坑木、压力管道、水泥船和开发海洋用的各种海上构筑物等。它也是一系列大型现代化技术设施和国防工程不可缺少和不可替代的材料。因此，胶凝材料作为重要的原材料之一，一直受到研究和应用的重视。随着科学技术的发展，人类改造自然的能力越来越强，规模日益扩大，特别是海洋资源开发。海洋环境工程中，目前应用最为广泛的是传统硅酸盐水泥，传统硅酸盐水泥早期强度偏低，需要进行一定时间的养护，才能使其具有足够的强度；同时其硬化水泥浆体体积会发生收缩，这对于工程实际应用会产生不利影响；而且其水化热较大、耐蚀性差等缺点也不能适应现代土木工程对高性能胶凝材料的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种胶凝材料及其制备方法与应用、一种海洋补强材料。本专利技术提供的胶凝材料早期强度高，且后期强度稳定；采用本专利技术的胶凝材料制备的海洋补强材料具有补强和防护作用，具备固化氯离子的能力，且固化前后体积收缩不明显，具有较好的界面相容性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种胶凝材料，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙35～100份，铝酸钙0～50份，磷酸三钙0～30份；所述磷铝酸钙的分子式为Ca8Al12P2O31。优选地，所述胶凝材料包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙45～65份，铝酸钙15～35份，磷酸三钙5～25份。优选地，所述胶凝材料包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙50～60份，铝酸钙20～30份，磷酸三钙15～20份。本专利技术还提供了上述技术方案所述胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照胶凝材料组分，分别称取原料和水混合后加热，形成凝胶；(2)将所述步骤(1)得到的凝胶加热、粉碎和模压，得到前驱体坯；(3)将所述步骤(2)得到的前驱体坯煅烧，得到所述胶凝材料；所述步骤(1)中的原料包括硝酸钙、硝酸铝和磷酸，所述磷酸用磷酸二氢铵或磷酸氢二铵替换。优选地，所述步骤(1)的加热温度为60～95℃。优选地，所述步骤(2)的加热温度为600～1050℃，加热时间为0.5～7h。优选地，所述步骤(3)的煅烧温度为1500～1650℃，煅烧保温时间为0.2～10h。本专利技术还提供了上述技术方案所述胶凝材料在海洋补强材料中的应用。本专利技术还提供了一种海洋补强材料，包括以下重量份数的组分：胶凝材料100份，纤维0.5～2.0份，所述海洋补强材料的水灰比为0.2～0.7。优选地，所述纤维包括聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维。本专利技术提供了一种胶凝材料，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙35～100份，铝酸钙0～50份，磷酸三钙0～30份；所述磷铝酸钙的分子式为Ca8Al12P2O31。本专利技术胶凝材料具有早期强度高且后期强度稳定的特性。在用作海洋补强材料时，其与海洋中的氯离子反应，能够形成水化双氯铝酸钙，提高海洋补强材料的耐腐蚀性和耐久性。从实施例可以看出，本专利技术的胶凝材料应用于海洋补强材料中，能够提高海洋补强材料的氯离子固化效果及力学性能。具体实施方式本专利技术提供了一种胶凝材料，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙35～100份，铝酸钙0～50份，磷酸三钙0～30份，所述磷铝酸钙的分子式为Ca8Al12P2O31。在本专利技术中，所述胶凝材料包括重量份数35～100份磷铝酸钙，优选为45～65份，更优选为50～60份。在本专利技术中，所述磷铝酸钙水化速度快，生成大量凝胶，凝胶相互联结，使硬化浆体具有较高早期强度。在本专利技术中，所述胶凝材料包括重量份数0～50份铝酸钙，优选为15～35份，更优选为20～30份。在本专利技术中，铝酸钙使水凝胶材料水化凝结硬化快。在本专利技术中，所述胶凝材料包括重量份数0～30份磷酸三钙，更优选为5～25份，最优选为15～20份。在本专利技术中，所述磷酸三钙常温下水化速度缓慢，其最终水化产物交错生长，相互穿插在生成的凝胶中，在长期强度发展中，能够对凝胶材料起到增强，增韧的作用。在本专利技术中，所述胶凝材料中含有的磷铝酸盐具有早期强度高，且后期强度稳定的特性。本专利技术还提供了上述技术方案所述胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照胶凝材料组分，分别称取原料和水混合后加热，形成凝胶；(2)将所述步骤(1)得到的凝胶加热、粉碎和模压，得到前驱体坯；(3)将所述步骤(2)得到的前驱体坯煅烧，得到所述胶凝材料；所述步骤(1)中的原料包括硝酸钙、硝酸铝和磷酸，所述磷酸用磷酸二氢铵或磷酸氢二铵替换。本专利技术按照胶凝材料组分，分别称取原料和水混合后加热，形成凝胶。在本专利技术中，所述原料优选包括硝酸钙、硝酸铝和磷酸。在本专利技术中，所述磷酸可以用磷酸二氢铵或磷酸氢二铵替换。本专利技术对原料的重量比没有特殊的限定，只要使得最终制备的胶凝材料中含有重量份分别为35～100份的磷铝酸钙，0～50份铝酸钙，0～30份磷酸三钙即可；所述原料优选包括30.64～38.02重量份四水硝酸钙，55.34～66.20份九水硝酸铝和2.87～6.64份质量浓度为85％磷酸。在本专利技术的实施例中，原料优选包括31.15份四水硝酸钙，65.98份九水硝酸铝和2.87份质量浓度为85％磷酸；30.67份四水硝酸钙，66.16份九水硝酸铝和3.17份质量浓度为85％磷酸；31.57份四水硝酸钙，60.76份九水硝酸铝和4.01份质量浓度为85％磷酸；35.54份四水硝酸钙，58.99份九水硝酸铝和5.47份质量浓度为85％磷酸；35.16份四水硝酸钙，59.55份九水硝酸铝和5.29份质量浓度为85％磷酸；38.02份四水硝酸钙，55.34份九水硝酸铝和6.64份质量浓度为85％磷酸；35.49份四水硝酸钙，59.07份九水硝酸铝和5.44份质量浓度为85％磷酸；30.64份四水硝酸钙，66.20份九水硝酸铝和3.16份质量浓度为85％磷酸；31.85份四水硝酸钙，64.42份九水硝酸铝和3.73份质量浓度为85％磷酸。本专利技术对所述原料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述加热温度优选为60～95℃，更优选为65～85℃，最优选为70～80℃。在本专利技术中，加热的同时优选进行搅拌。在本专利技术中，所述搅拌的转速优选为50～70rpm，更优选为55～65rpm，最优选为60rpm。本专利技术对加热的时间没有特殊的限定，只要使水蒸发最终能够形成凝胶即可。在本专利技术中，加热能够使水部分蒸发最终形成凝胶。得到凝胶后，本专利技术将凝胶加热、粉碎和模压，得到前驱体坯。在本专利技术中，所述加热的温度优选为600～1050℃，更优选为700～1000℃，最优选为750～950℃。在本专利技术中，所述加热时间优选为0.5～7h，更优选为1.5～6h，最优选为3～5h。在本专利技术中，加热结束后，本专利技术优选将加热后产物自然冷却至室温。在本专利技术中，所述粉碎后优选过200目筛。在本专利技术中，所述模压的压力优选为7～120MPa，更优选为30～100MPa，最优选为50～80MPa。本专利技术对最终前驱体坯形状和尺寸没有特殊的限定，本领域技术人员根据需本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种胶凝材料，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙35～100份，铝酸钙0～50份，磷酸三钙0～30份，所述磷铝酸钙的分子式为Ca8Al12P2O31。
【技术特征摘要】
1.一种胶凝材料，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙35～100份，铝酸钙0～50份，磷酸三钙0～30份，所述磷铝酸钙的分子式为Ca8Al12P2O31。2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙45～65份，铝酸钙15～35份，磷酸三钙5～25份。3.根据权利要求2所述的胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：磷铝酸钙50～60份，铝酸钙20～30份，磷酸三钙15～20份。4.权利要求1～3任一项所述胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照胶凝材料组分，分别称取原料和水混合后加热，形成凝胶；(2)将所述步骤(1)得到的凝胶加热、粉碎和模压，得到前驱体坯；(3)将所述步骤(2)得到的前驱体坯煅烧，得到所述胶凝材料；所述步骤(1)中的原料包括硝酸钙、硝酸铝和磷酸，所述磷酸用磷酸二氢铵或磷酸氢二铵...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁铸，徐沐睿，张宁，刘飚，王晓东，田炳瑶，洪鑫，李玉玉，李定发，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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