一种高韧性水泥的制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料领域，具体关于一种高韧性水泥的制备方法；本方法采用聚乙烯醇纤维、接枝溶液、过氧化苯甲酰，来制备改性聚乙烯醇纤维；本发明专利技术在高强高模聚乙烯醇纤维长丝表面接枝，接枝溶液采用可聚合有机锌，巯基硅氧烷发生加成反应，然后再与丙烯酸铁发生加成反应，因丙烯酸铁有三个碳碳双键，并且过量，因此可以参与聚乙烯醇纤维接枝聚合，得到改性的聚乙烯醇纤维，实现纤维与水泥基体的桥接作用，尤其与铁矿石的桥接作用也得到提高，从而提高纤维和水泥基体间的界面作用；添加了改性聚乙烯醇纤维后，大幅度提高水泥材料的韧性，本发明专利技术制备的高韧性水泥的抗弯强度为21.7Mpa，比普通水泥高出2.85倍。普通水泥高出2.85倍。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性水泥的制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，尤其是一种高韧性水泥的制备方法。

技术介绍

[0002]水泥是迄今为止现代民用建筑工程中重要部分，是世界上使用最广泛的建筑材料。水泥最大的缺陷是脆性大，导致其存在抗拉强度低、抗裂性差等问题。为提高水泥的韧性，用纤维增强是解决该方面问题的主要技术措施。
[0003]CN201910239576.6：提出一种水泥基复合材料，所述水泥基复合材料包括胶凝材料、骨料、水、钢纤维、减水剂及消泡剂，其中，所述胶凝材料包括水泥及硅微粉，所述硅微粉与所述水泥的质量比在7％～15％，所述水与所述胶凝材料的质量比在0.12～0.3。本专利技术还提出一种水泥基复合材料支撑构件，上述水泥基复合材料及水泥基复合材料支撑构件的立方体抗压强度高，大于大理石的抗压强度，可根据实际需要，在成型模具中加入螺栓，螺母，精密安装座或者预制管道等，不需进行额外加工，方便安装使用且成本低。
[0004]CN202211160088.4：公开了一种超高强轻质水泥基复合材料及其制备方法，属于建筑材料
，所述超高强轻质水泥基复合材料由水泥、硅粉、陶瓷空心微珠、水、减水剂和镀铜钢纤维组成，水胶比为0.14，以超高强轻质水泥基复合材料的总体积为参考，硅粉为总体积的9％，镀铜钢纤维为总体积的2％。在制备的超高强轻质水泥基复合材料时加入的陶瓷空心微珠起到了双重效应，不仅作为了轻质填料，而且作为了辅助胶凝材料。本专利技术的超高强轻质水泥基复合材料中加入了钢纤维，水泥基复合材料韧性好、不易收缩，而且耐久性好。采用密度较低的空心陶瓷微珠作为填料，降低了水泥基复合材料的密度，密度降至1600kg/m3～1700kg/m3，抗压强度高于100MPa，平衡了高强度和轻质两特性。
[0005]CN202010843406.1：涉及建筑材料
，尤其涉及一种超轻质水泥基复合材料及其制备方法。本专利技术公开了一种超轻质水泥基复合材料，该水泥基复合材料空心微珠可作为轻质微集料，使得水泥基复合材料具有轻质高强的性能，微硅粉与水泥水化反应生成C
‑
S
‑
H凝胶，加速水泥的水化过程，减少水泥的使用，提水泥基复合材料的力学性能。该水泥基复合材料的各组分以适宜的比例协同配合，使制得的水泥基复合材料兼具低表观密度和力学强度。
[0006]然而现有公开技术中添加的有机纤维与无机水泥基体间的界面作用较弱，限制了载荷的有效传递，难以实现高性能有机纤维在水泥中的有效增强。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高韧性水泥的制备方法，通过聚乙烯醇纤维实现纤维与水泥基体的桥接作用，从而提高纤维和水泥基体间的界面作用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]S1：将100
‑
200份石灰石、50
‑
100份铁矿石、20
‑
50份粉煤灰，混合均匀后，磨粉；
[0010]S2：将粉碎后的物料送入五级预热器中，进行预热；
[0011]S3：预热后的物料进入分解炉内，完成大部分物料的分解；
[0012]S4：分解后的物料流入回转窑内，进行高温煅烧，最终烧成水泥熟料；
[0013]S5：将熟料送入蓖冷机内，进行冷却降温，然后加入22
‑
30份石膏粉、0.7
‑
2.5份聚乙烯醇纤维混合，搅拌均匀，得到高韧性水泥。
[0014]进一步地，为提高纤维和水泥基体间的界面作用，本专利技术还提供了一种改性的聚乙烯醇纤维用以替代上述技术方案中的聚乙烯醇纤维。
[0015]进一步地，所述改性聚乙烯醇纤维制备方法为：
[0016]S1：将10
‑
20份聚乙烯醇纤维，采用60Co
‑
γ射线辐照，25
‑
35℃，时间20
‑
40s；
[0017]S2：将S1中10
‑
15份辐照处理的聚乙烯醇纤维，浸入300
‑
435份接枝溶液中，加入0.3
‑
0.6份的过氧化苯甲酰，控温65
‑
85℃，反应30
‑
100min.过滤，在50
‑
60℃下真空干燥，即得到改性的聚乙烯醇纤维。
[0018]进一步地，所述的接枝溶液的制备方法为：
[0019]将将0.01
‑
0.4份的的可聚合有机锌，3
‑
6份的巯基硅氧烷，0.5
‑
3份的乙醇钠，100
‑
135份的N,N
‑
二甲基甲酰胺，在35
‑
45℃下超声分散20
‑
30min，再加入15
‑
21份的丙烯酸铁，在55
‑
65℃下超声分散40
‑
100min，得到接枝溶液。
[0020]上述方案进一步优选的，所述的可聚合有机锌选自：烯丙基溴化锌、二甲基丙烯酸锌。
[0021]上述方案进一步优选的，所述的辐照剂量率为13
‑
16Gy/s。
[0022]上述方案进一步优选的，所述的巯基硅氧烷包括巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基二甲氧基甲基硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0023]上述方案进一步优选的，所述的磨粉后的粒径为30
‑
50μm。
[0024]上述方案进一步优选的，所述的预热温度为700
‑
800℃。
[0025]上述方案进一步优选的，所述的分解温度为900
‑
1000℃，时间为20
‑
40min。
[0026]上述方案进一步优选的，所述的煅烧温度为1300
‑
1500℃，时间为10
‑
30min。
[0027]反应机理：
[0028]所述接枝溶液采用可聚合有机锌，巯基硅氧烷发生加成反应，然后再与丙烯酸铁发生加成反应，因丙烯酸铁有三个碳碳双键，并且过量，因此可以参与聚乙烯醇纤维接枝聚合，得到改性的聚乙烯醇纤维。
[0029]技术效果：
[0030]本专利技术的一种高韧性水泥的制备方法，与现有技术相比，本专利技术具有以下显著的效果：
[0031]1、本专利技术在高强高模聚乙烯醇纤维长丝表面接枝，所述接枝溶液采用可聚合有机锌，巯基硅氧烷发生加成反应，然后再与丙烯酸铁发生加成反应，因丙烯酸铁有三个碳碳双键，并且过量，因此可以参与聚乙烯醇纤维接枝聚合，得到改性的聚乙烯醇纤维，实现纤维与水泥基体的桥接作用，尤其与铁矿石的桥接作用也得到提高，从而提高纤维和水泥基体间的界面作用；
[0032]2、添加了改性聚乙烯醇纤维后，大幅度提高水泥材料的韧性，本专利技术制备的高韧性水泥的抗弯强度为21.7Mpa，比普通水泥高出2.85倍。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性水泥的制备方法，其操作步骤为：S1：将100
‑
200份石灰石、50
‑
100份铁矿石、20
‑
50份粉煤灰，混合均匀后，磨粉；S2：将粉碎后的物料送入五级预热器中，进行预热；S3：预热后的物料进入分解炉内，完成大部分物料的分解；S4：分解后的物料流入回转窑内，进行高温煅烧，最终烧成水泥熟料；S5：将熟料送入蓖冷机内，进行冷却降温，然后加入22
‑
30份石膏粉、0.7
‑
2.5份聚乙烯醇纤维混合，搅拌均匀，得到高韧性水泥。2.一种高韧性水泥的制备方法，其操作步骤为：S1：将100
‑
200份石灰石、50
‑
100份铁矿石、20
‑
50份粉煤灰，混合均匀后，磨粉；S2：将粉碎后的物料送入五级预热器中，进行预热；S3：预热后的物料进入分解炉内，完成大部分物料的分解；S4：分解后的物料流入回转窑内，进行高温煅烧，最终烧成水泥熟料；S5：将熟料送入蓖冷机内，进行冷却降温，然后加入22
‑
30份石膏粉、7
‑
15份改性聚乙烯醇纤维混合，搅拌均匀，得到高韧性水泥。3.根据权利要求1或2所述的一种高韧性水泥的制备方法，其特征在于：所述的磨粉后的粒径为30
‑
50μm。4.根据权利要求1或2所述的一种高韧性水泥的制备方法，其特征在于：所述的预热温度为700
‑
800℃。5.根据权利要求1或2所述的一种高韧性水泥的制备方法，其特征在于：所述的分解温度为900
‑
1000℃，时间为20
‑
40min。6.根据权利要求1或2所述的一种高韧性水泥的制备方法，其特征在于：所述的煅烧温度为1300
‑
1500℃，时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志清，
申请(专利权)人：景谷红狮水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：