一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种天然水镁石纤维改性石灰‑偏高岭土复合砂浆的制备方法，具体包括天然水镁石纤维预处理和天然水镁石纤维改性L‑MK砂浆，石灰‑偏高岭土胶凝材料是将熟石灰与活性偏高岭土按一定比例混合后制成的具有水硬性的无机胶凝材料，其中偏高岭土是L‑MK胶凝材料中的主要活性成分，因此，L‑MK胶凝材料既保留了石灰与古建筑基体良好兼容性的同时又具有水泥的水硬性，在砖石及岩土质古建筑的修护工作中具有不可忽略的优势，此外，其原料石灰石与高岭土资源丰富、加工便利、价格低廉，煅烧温度低，硬化过程中还会吸收大气环境中的CO2，因而L‑MK胶凝材料还是一种低能耗的环境友好型材料。

【技术实现步骤摘要】
一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法
本专利技术涉及一种复合砂浆，具体是一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法。
技术介绍
古建筑遗址是人类历史文化遗产的重要组成部分，见证了人类文化的发展和科技的进步。目前，中国保有大量如城墙、墓葬、石雕造像及岩画壁画等砖石及岩土质古建筑遗址，而此类遗址保护工作的关键就在于所采用的修护性胶凝材料是否得当。建筑胶凝材料用于砌筑时关乎着建筑结构的整体力学性能，用作抹灰浆料时还控制着内外层的水分与物质交换，因此修护采用的胶凝材料需要在物理性质、力学性质、化学性质乃至外观上与古建筑本体有着良好兼容性。现代建筑行业所广泛使用的水泥类胶凝材料由于其较大的机械强度和粘结力、较差的透水透气性以及具有泌盐性等不利因素因而并不适用于古建筑的修缮工作，反而会得古建筑在修复后造成不可逆转的破坏，此外，由于水泥固化后外观多为冷灰色，会明显造成被修护与未修护部分在外观上的不协调，从而严重破坏建筑遗址的美学价值。因此，发展适宜的古建筑修复材料一直是古建筑修护领域相关学者的研究重点。目前，欧美发达国家已对L-MK修复性砂浆展开了大量研究。相比之下，国内对于L-MK修护性砂浆的研究起步较晚，目前研究相对较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：(1)所述选取纤维长度规格1～6mm，相对密度约2.44的天然水镁石纤维筛选纤维，并将天然水镁石纤维置于60℃恒温干燥箱中干燥24h；(2)所述将纤维和分散剂按纤维:分散剂:水质量比既为10:1.5:200加入到水中，同时用搅拌机反复搅拌使纤维得到进一步的松解；(3)所述将悬浊液筛滤去多余水分，保持恒温干燥箱中干燥24h后备用；(4)所述将熟石灰、高活性偏高岭土按照1:1质量比混合，熟石灰和高活性偏高岭土混合之后加入聚羧酸高效减水剂，再加入与熟石灰和偏高岭土总质量比为1:3的标准砂，混合之后用搅拌机搅拌3min使其成为混合粉体；(5)所述水镁石纤维掺量为熟石灰和偏高岭土总质量的0％、2％、4％、6％、8、10％，之后以150～160mm为流动度标准，然后取适量的水和松解后的水镁石纤维混合并搅拌10min；(6)将先前混合的熟石灰，偏高岭土，水和松解后的水镁石纤维粉体加入其中，使用搅拌机低速搅拌5min，用刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间后再高速搅拌5min使其充分混合均匀；(7)将混合后的浆体倒于40×40×160mm的三联膜内振动密实并将表面刮平并置于室内放置24h后脱模；最后将脱模后的样品置于标准条件下养护。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤(1)中采用60目标准筛筛对原料纤维进行淘洗以除去表面杂质和长度过短的纤维。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤(2)中搅拌机选用直流搅拌机。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤(4)加入聚羧酸高效减水剂为总质量0.5％。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤(6)搅拌机为行星式水泥胶砂搅拌机。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤(7)所述标准条件为温度为20±2℃，相对湿度95％±5％的标准条件。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：石灰-偏高岭土胶凝材料是将熟石灰与活性偏高岭土按一定比例混合后制成的具有水硬性的无机胶凝材料，其中偏高岭土是L-MK胶凝材料中的主要活性成分，是由天然粘土矿物高岭土在600～900℃煅烧脱水形成的一种热力学介稳态的无定形硅铝化合物，具有强烈的火山灰活性，在有水存在的情况下能与熟石灰中的主要成分氢氧化钙发生反应生成具有一定结构强度的水化产物，使材料获得水硬性的同时减小体积收缩，提升机械性能。因此，L-MK胶凝材料既保留了石灰与古建筑基体良好兼容性的同时又具有水泥的水硬性，在砖石及岩土质古建筑的修护工作中具有不可忽略的优势。此外，其原料石灰石与高岭土资源丰富、加工便利、价格低廉，煅烧温度低，硬化过程中还会吸收大气环境中的CO2，因而L-MK胶凝材料还是一种低能耗的环境友好型材料。附图说明图1a为原料水镁石纤维,1000×图片示意图；图1b为原料水镁石纤维,10000×图片示意图；图1c为水洗后水镁石纤维,1000×图片示意图；图1d为水洗后水镁石纤维,10000×图片示意图；图1e为松解后水镁石纤维,1000×图片示意图；图1f为松解后水镁石纤维,10000×图片示意图；图2a为不同水镁石纤维掺量L-MK砂浆抗折强度的测试图片示意图；图2b为不同水镁石纤维掺量L-MK砂浆抗压强度影响的测试图片示意图；图3为纤维改性L-MK砂浆(上)及纯L-MK砂浆(下)三点抗折强度外观照片；图4a为SMS-1断面,5000×图片示意图；图4b为SMS-1断面,2500×图片示意图；图4c为SMS-1断面,10000×图片示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～4，本专利技术实施例中，一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法，本方法采用一定比例的熟石灰，高活性偏高岭土，标准砂，水相混合之后加入一定量过水洗与松解处理的天然水镁石纤维，制成水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆，具体包括天然水镁石纤维预处理和天然水镁石纤维改性L-MK砂浆。首先天然水镁石纤维预处理具体方法如下，通过向L-MK砂浆中加入一定量的水镁石纤维，可使L-MK砂浆和水镁石纤维产生复合砂浆的机械强度和抗收缩性等性质得到进一步提升，更好适用于砖石及岩土质古建筑遗址的修复工作，但纤维的预处理，添加方式与添加量都会对最终砂浆的性质产生不同影响，而天然水镁石纤维常以纤维束形式产出，纤维间的结合十分紧密，市面所售的商品纤维虽经过了矿山破碎、松散以及筛选，但其中仍含有大量的粗纤维束和杂质，所以在加入到砂浆并搅拌的过程中很难在砂浆均匀分散，导致纤维不仅无法与浆体充分接触，同时降低了纤维的整体利用率，使得复合砂浆对材料的增强和增韧效果不能充分发挥，因此本方法首先对天然水镁石纤维进行松解处理。具体处理过程如下：(1)所述选取的纤维长度规格1～6mm，相对密度约2.44，天然水镁石纤维外观呈淡青绿色絮状的，然后用60目标准筛对原料纤维进行淘洗以除去表面杂质和长度过短的纤维，完成后取部分纤维样品置于60℃恒温干燥箱中干燥24h；(2)然后将纤维和分散剂(二辛基磺化琥珀酸钠(OT))按纤维:分散剂:水质量比为10:1.5:200加入到水中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n(1)所述选取纤维长度规格1～6mm，相对密度约2.44的天然水镁石纤维筛选纤维，并将天然水镁石纤维置于60℃恒温干燥箱中干燥24h；/n(2)所述将纤维和分散剂按纤维:分散剂:水质量比既为10:1.5:200加入到水中，同时用搅拌机反复搅拌使纤维得到进一步的松解；/n(3)所述将悬浊液筛滤去多余水分，保持恒温干燥箱中干燥24h后备用；/n(4)所述将熟石灰、高活性偏高岭土按照1:1质量比混合，熟石灰和高活性偏高岭土混合之后加入聚羧酸高效减水剂，再加入与熟石灰和偏高岭土总质量比为1:3的标准砂，混合之后用搅拌机搅拌3min使其成为混合粉体；/n(5)所述水镁石纤维掺量为熟石灰和偏高岭土总质量的0％、2％、4％、6％、8、10％，之后以150～160mm为流动度标准，然后取适量的水和松解后的水镁石纤维混合并搅拌10min；/n(6)将先前混合的熟石灰，偏高岭土，水和松解后的水镁石纤维粉体加入其中，使用搅拌机低速搅拌5min，用刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间后再高速搅拌5min使其充分混合均匀；/n(7)将混合后的浆体倒于40×40×160mm的三联膜内振动密实并将表面刮平并置于室内放置24h后脱模，最后将脱模后的样品置于标准条件下养护。/n...

【技术特征摘要】
1.一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)所述选取纤维长度规格1～6mm，相对密度约2.44的天然水镁石纤维筛选纤维，并将天然水镁石纤维置于60℃恒温干燥箱中干燥24h；
(2)所述将纤维和分散剂按纤维:分散剂:水质量比既为10:1.5:200加入到水中，同时用搅拌机反复搅拌使纤维得到进一步的松解；
(3)所述将悬浊液筛滤去多余水分，保持恒温干燥箱中干燥24h后备用；
(4)所述将熟石灰、高活性偏高岭土按照1:1质量比混合，熟石灰和高活性偏高岭土混合之后加入聚羧酸高效减水剂，再加入与熟石灰和偏高岭土总质量比为1:3的标准砂，混合之后用搅拌机搅拌3min使其成为混合粉体；
(5)所述水镁石纤维掺量为熟石灰和偏高岭土总质量的0％、2％、4％、6％、8、10％，之后以150～160mm为流动度标准，然后取适量的水和松解后的水镁石纤维混合并搅拌10min；
(6)将先前混合的熟石灰，偏高岭土，水和松解后的水镁石纤维粉体加入其中，使用搅拌机低速搅拌5min，用刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间后再高速搅拌5min使其充分混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彦军，陶隆凤，刘云贵，
申请(专利权)人：河北地质大学，
类型：发明
国别省市：河北;13