高强高韧性的复合型密实胶结材料制造技术

本发明专利技术涉及一种高强高韧性的复合型密实胶结材料，包括如下组分：石英砂、硅酸盐水泥、碱性矿粉、硅微粉、粉煤灰、聚羧酸高效、膨胀剂、缓凝剂、消泡剂、聚丙烯腈纤维、湿固化型单组份聚氨酯、聚丙烯酰胺和水。本技术方案具有优异的形变能力、疲劳强度、耐磨性、粘接强度、抗冻性和防腐抗渗透性等物理化学性质，可广泛应用于特种工程、盐碱地域、特种桥梁、高寒地区路桥与建筑、建筑维修与加固等领域。建筑维修与加固等领域。

【技术实现步骤摘要】
高强高韧性的复合型密实胶结材料


[0001]本专利技术涉及建筑工程材料领域，具体来说，是一种高强高韧性的复合型密实胶结材料。

技术介绍

[0002]建筑用胶结材料多种多样，按材料类型可分为两类：无机胶结材料与有机胶结材料。无机胶结材料主要以水泥、石灰等为主，有机胶结材料最常见的则是沥青和高分子聚合物。水泥基胶结材料以及低成本、高强度、高模量、高承载力得到广泛应用，但是其自身脆性大、延性差、抗冻性差、耐腐蚀性较差、粘接强度低、密实度参差不齐也限制了其应用范围。
[0003]无机或者有机材料单独使用都难以达到高强高韧高密实度的胶结材料，为了实现两者优点的有机结合，往往使两类材料复合使用，但是无机材料与有机材料往往相容性差，不能良好相容往往适得其反。
[0004]水泥胶凝材料体系质量参差不齐，不同的材料选择与配料比往往使性能差异极大。在选择有机材料时，不仅难以匹配相容性，更难以达到相容性与使用性能的兼顾。
[0005]从各个单元组分的选择，再到各组分配比，然后是无机与有机材料的比列，再到具体施工工艺，每一步都能显著影响材料的使用性能。而各种性能的平衡则是难上加难。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种其优异的形变能力、疲劳强度、耐磨性、粘接强度、抗冻性和防腐抗渗透性等物理化学性质，可广泛应用于特种工程、盐碱地域、特种桥梁、高寒地区路桥与建筑、建筑维修与加固等领域的高强高韧性的复合型密实胶结材料。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种高强高韧性的复合型密实胶结材料，包括如下组分：石英砂、硅酸盐水泥、碱性矿粉、硅微粉、粉煤灰、聚羧酸高效、膨胀剂、缓凝剂、消泡剂、聚丙烯腈纤维、湿固化型单组份聚氨酯、聚丙烯酰胺和水。
[0009]进一步限定，各组分质量百分比为：
[0010]石英砂wt％：35.06；
[0011]硅酸盐水泥wt％：21.49；
[0012]碱性矿粉wt％：8.60；
[0013]硅微粉wt％：4.29；
[0014]粉煤灰wt％：4.29；
[0015]聚羧酸高效减水剂wt％：0.22；
[0016]膨胀剂wt％：4.19；
[0017]缓凝剂葡萄糖酸钠wt％：0.05；
[0018]聚醚改性聚硅氧烷消泡剂wt％：0.22；
[0019]聚丙烯腈纤维wt％：1.50；
[0020]湿固化型单组份聚氨酯wt％：6.10；
[0021]聚丙烯酰胺wt％：4.69；
[0022]水wt％：9.30。
[0023]进一步限定，所述石英砂的细度模数为2.7，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，所述缓释剂为葡萄糖酸钠。
[0024]进一步限定，其配置方法为：
[0025]将固料部分(包含石英砂、水泥、碱性矿粉、粉煤灰、硅微粉、膨胀剂、减水剂、消泡剂、缓凝剂)按比例称量加入搅拌器中，搅拌5—10min；
[0026]按比例称取自来水，加入定量聚丙烯酰胺粉状颗粒搅拌溶解，加入搅拌器中，搅拌10—15min；
[0027]先后加入湿固化型单组份聚氨酯和聚丙烯腈纤维，共搅拌25
‑
35min。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]石英砂(中砂：细度模数2.7)用作胶结材料骨料，选择中砂是出于密实度与使用强度的双重考量；
[0030]72.5超细硅酸盐水泥作为无机胶凝体系的主体，选择72.5硅酸盐水泥是以因为该型号水泥凝结缓慢、水化热低、化学键密集，成型密实度大、后期强度高、内应力缺陷少；
[0031]碱性矿粉能够延缓水化速率，降低水化热，从而消除内应力；提高体系流动性，提高密实度；后期消耗界面累积的氢氧化钙激发活性，进一步反应提高后期强度，降低孔隙率；
[0032]硅微粉有效提高强度、密实度，增加耐磨性；
[0033]粉煤灰能够降低孔隙率，改善孔结构与界面特征，提高后期强度；
[0034]聚醚改性聚硅氧烷作为消泡剂能够有效降低体系气体残留，进一步提高密实度；
[0035]聚丙烯腈纤维(PAN)能够增强物理宏观上的连接增韧，其将作为极端环境下开裂的最后一道防线。聚丙烯是极性聚合物，与硅酸钙水合物具有良好相容性；
[0036]湿固化型单组份聚氨酯(PU)作为耐低温的柔性聚合物，起到微观增韧的效果，跟随水的流动均匀分散在整个体系中，利用水固化，其与硅酸盐的水化同时进行，无机材料与聚氨酯形成一种硬软结合的微观“海岛”结构，显著提高材料的抗冻性、形变能力、疲劳强度、防腐防水性能。选择聚氨酯时适合选择单组份湿固化且固化较缓的型号；
[0037]聚丙烯酰胺(PAM)作为一种水溶性高分子树脂，可随着水的流动均匀分散。非晶态PAM是硬而脆的材料，使用范围窄，而随着结晶度的升高，PAM变得硬而强，塑性也显著增强。在混合料体系中，由于体系水化热低，温度低，静置后无外力剪切作用，PAM从水中析出有充分的时间缓慢结晶，且晶体结构完整，总体强度高，韧性较大，由于范德华力与氢键的作用，PAN和PU
‑
水泥基体系完美相容，并且显著提高体系粘结强度。PAM在浆体之间形成连续的空间网状结构并相互缠绕，对浆体结构起到加固作用，提高抗折强度。
[0038]本技术方案具有优异的形变能力、疲劳强度、耐磨性、粘接强度、抗冻性和防腐抗渗透性等物理化学性质，可广泛应用于特种工程、盐碱地域、特种桥梁、高寒地区路桥与建筑、建筑维修与加固等领域；
[0039]有机胶结材料是柔性材料，其有较好的延性、韧性、重量轻、粘结强度、抗冻性优
良，但强度低、承载能力较低、热膨胀系数较大、成本普遍较高。
[0040]聚合物与水泥基材料的良好融合，能显著降低孔隙率，抗渗透性显著提升，防水防腐性能提升；能降低水化速率，消除内应力，提高成型后的物理性能；加筋成膜，降低抗折比，增强成型后材料的韧性。
具体实施方式
[0041]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0042]一种高强高韧性的复合型密实胶结材料，包括如下组分：石英砂、硅酸盐水泥、碱性矿粉、硅微粉、粉煤灰、聚羧酸高效、膨胀剂、缓凝剂、消泡剂、聚丙烯腈纤维、湿固化型单组份聚氨酯、聚丙烯酰胺和水。
[0043]进一步限定，各组分质量百分比为：
[0044]石英砂wt％：35.06；
[0045]硅酸盐水泥wt％：21.49；
[0046]碱性矿粉wt％：8.60；
[0047]硅微粉wt％：4.29；
[0048]粉煤灰wt％：4.29；
[0049]聚羧酸高效减水剂wt％：0.22；
[0050]膨胀剂wt％：4.19；
[0051]缓凝剂葡萄糖酸钠wt％：0.05；
[0052]聚醚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高韧性的复合型密实胶结材料，其特征在于：包括如下组分：石英砂、硅酸盐水泥、碱性矿粉、硅微粉、粉煤灰、聚羧酸高效、膨胀剂、缓凝剂、消泡剂、聚丙烯腈纤维、湿固化型单组份聚氨酯、聚丙烯酰胺和水。2.根据权利要求1所述的高强高韧性的复合型密实胶结材料，其特征在于：各组分质量百分比为：石英砂wt％：35.06；硅酸盐水泥wt％：21.49；碱性矿粉wt％：8.60；硅微粉wt％：4.29；粉煤灰wt％：4.29；聚羧酸高效减水剂wt％：0.22；膨胀剂wt％：4.19；缓凝剂葡萄糖酸钠wt％：0.05；聚醚改性聚硅氧烷消泡剂wt％：0.22；聚丙烯腈纤维wt％：1.50；湿固化型单组份聚氨酯wt％：6.10；聚丙烯酰胺w...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新海，张娇，陈飞扬，杨羽，
申请(专利权)人：重庆伍圣建材有限公司，
类型：发明
国别省市：