一种具有定向多孔结构的仿生水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及多孔水泥领域，具体为一种主要用作建筑材料的具有定向多孔结构的仿生水泥及其制备方法。该仿生水泥具有多孔结构，其孔隙率为10％～90％，孔径为0.5μm～500μm，并且孔道沿特定方向择优排列。该水泥的制备方法包括浆料配制、冷冻铸造和坯体养护三个步骤，其中浆料中水和水泥粉体的质量比为0.25～3。本发明专利技术的仿生水泥具有轻质、比强度和比刚度高、保温隔热、隔音降噪、防火、不易开裂等优异性能，特别是沿孔道方向具有良好的透水、透气性能和力学性能，并且其性能可以通过调整浆料配比和制备工艺进行有效控制。本发明专利技术的仿生水泥的制备方法工艺简单、流程短、成本低，并且节能环保，适于规模化生产。

A bionic cement with directional porous structure and its preparation method

The invention relates to the field of porous cement, in particular to a bionic cement with directional porous structure mainly used as building material and a preparation method thereof. The biomimetic cement has porous structure, its porosity is 10%-90%, pore size is 0.5-500 micron, and the pore channels are arranged preferentially in a specific direction. The preparation method of the cement includes three steps: slurry preparation, Freeze-casting and green body maintenance. The mass ratio of water to cement powder in the slurry is 0.25-3. The bionic cement of the invention has excellent properties such as light weight, high specific strength and stiffness, thermal insulation, sound insulation, noise reduction, fire prevention, non-cracking, etc., especially good permeability, air permeability and mechanical properties along the channel direction, and its performance can be effectively controlled by adjusting the slurry ratio and preparation process. The preparation method of the bionic cement has the advantages of simple process, short process flow, low cost, energy saving and environmental protection, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种具有定向多孔结构的仿生水泥及其制备方法
本专利技术涉及多孔水泥领域，具体为一种主要用作建筑材料的具有定向多孔结构的仿生水泥及其制备方法。
技术介绍
随着高层化、大型化和现代化的建筑物的逐渐兴起，在满足安全服役所需的力学性能的前提下，发展轻质、保温、防裂、隔音的新型建筑材料对于实现建筑物的安全、高效、节能和轻量化设计具有重要意义。例如，与传统的墙体材料相比，水泥泡沫砖因其多孔结构而具有轻质、保温、隔音等优异性能，同时与树脂保温材料相比具有高强、防火等优势，因此在建筑领域(特别是作为非承重墙用砖)得到广泛应用。此外，随着我国经济社会和城乡一体化进程的发展，城市“热岛效应”、地下水位下降、路面积水严重等问题变得愈发突出，这很大程度上与传统路面的透水性差有关。与传统路面相比，透水路面因具有微观多孔结构而表现出良好的透水性能，因此有利于缓解城市“热岛效应”和城市地下水资源逐年衰减的趋势，并且在雨水天气能够促进路面积水的及时渗透，减轻城市排水系统负荷的同时也给人们的出行带来方便。因此，多孔水泥可用作泡沫砖、透水砖等建筑材料，在墙体、路面等建筑工程领域具有广阔的市场需求和应用前景。然而，传统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有定向多孔结构的仿生水泥，其特征在于，该水泥具有多孔结构，其孔隙率为10％～90％，孔径为0.5μm～500μm，并且孔道在水泥中沿制备时的冷冻方向择优排列。

【技术特征摘要】
1.一种具有定向多孔结构的仿生水泥，其特征在于，该水泥具有多孔结构，其孔隙率为10％～90％，孔径为0.5μm～500μm，并且孔道在水泥中沿制备时的冷冻方向择优排列。2.一种权利要求1所述的具有定向多孔结构的仿生水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)浆料配制：将水泥粉体、水和添加剂混合均匀，得到均匀分散的水泥浆料；2)冷冻铸造：利用冷冻铸造工艺处理浆料，使浆料中的水发生定向凝固，从而将水泥粉体和添加剂排挤到冰层之间，使其定向排列；3)坯体养护：将凝固的水泥浆料缓慢融化，得到定型的多孔水泥坯体，对坯体进行养护，得到具有定向多孔结构的仿生水泥。3.根据权利要求2所述的具有定向多孔结构的仿生水泥的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的水泥粉体为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的一种或一种以上，浆料中水和水泥粉体的质量比为0.25～3。4.根据权利要求2或3所述的具有定向多孔结构的仿生水泥的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的添加剂包括减水剂、增稠剂和缓凝剂的一种或一种以上；其中，减水剂为聚羧酸系高性能减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂中的一种或一种以上，添加量为水泥粉体质量的0％～3％；增稠剂为纤维素醚、羟丙基甲基纤维素、聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂中的一种或一种以上，添加量为水泥粉体质量的0％～3％；缓凝剂为柠檬酸、酒石酸、水杨酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增乾，王法衡，张哲峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21