【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水泥基材料，具体涉及一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料及其制备方法。
技术介绍
1、水泥是最主要的建筑材料之一，广泛应用于工业民用建筑、道路、水利和国防工程，其主要特性为加入适量水后具有可塑性，不仅能够在空气中硬化，也能够在水中硬化。随着现代社会的高速发展，道路、建筑、水利等的材料需求明显加大，而在所需的材料中以水泥应用范围最广。水泥基材料主要有水泥、砂浆、混凝土等，这些材料在实际应用中的优点为抗压强度高，但是脆性大、自重大、韧性低、抗裂性差，而这些问题很大程度上影响了其在施工建设中的应用和发展。
2、上世纪30年代以前，人们对水泥基材料的耐久性认识尚浅，认为水泥基材料结构在长时间内无须维护，但在70年代，大量混凝土建筑结构出现开裂、损坏、崩塌等现象。裂缝是危害混凝土耐久性的主要原因之一，抗拉强度低和硬化体积收缩是混凝土的两个固有性质，大量研究表明，在混凝土结构的成形过程中诸多原因导致混凝土产生裂缝，严重影响结构的耐久性，从而影响构筑物的使用功能和寿命。膨胀剂、防水剂、纳米材料和纤维能够有效减少或消除混凝土的裂缝，提高混凝土结构的致密性，从而提高了其抗裂抗渗性能。
3、中国专利申请2014101339037中公开了一种抗裂水泥砂浆，其原料组成及含量为：水泥35-40份；珍珠岩15-17份；聚氨酯硬泡颗粒7-10份；水性环氧乳液8-10份；矿渣粉14-20份；水泥防水剂5-7份；塑化粉4-7份；硬化剂3-5份；水25-45份。该专利加入的珍珠岩重量轻、不腐蚀，聚氨酯硬泡颗粒是一种保温材料，水性环氧
4、因此本领域急需开发出一种高耐久性、高抗裂性且快凝的水泥基复合材料，以提高不同环境下建筑结构的耐久性和服役寿命。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高耐久性高抗裂性快凝水泥材料及其制备方法，该水泥材料通过合理搭配原料的种类与含量，提高了水泥浆体初始堆积密度、降低了浆体孔隙率，提高水泥材料的密实度，同时加入改性粉煤灰和改性聚丙烯纤维，从而使制备得到的水泥基材料具有良好的耐久性及抗裂性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，按重量份计，包括以下原料：
4、普通硅酸盐水泥80-90份、硫铝酸盐水泥10-20份、砂50-60份、减水剂1.5-2.5份、速凝剂3-5份、改性粉煤灰15-25份、改性聚丙烯纤维10-15份、消泡剂0.1-0.3份。
5、优选的，所述减水剂为亚甲基二萘磺酸钠、聚羧酸系减水剂中的一种或两种；所述速凝剂为质量比为1:1-2:1-2的氟硅酸镁、硫酸铝、碳酸锂混合物；所述消泡剂为乙二醇、聚乙二醇、丙二醇中的一种或几种。
6、优选的，所述改性粉煤灰的制备方法，包括以下步骤：
7、s1、将粉煤灰加入氢氧化钠溶液中，于室温下进行浸渍，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到活化粉煤灰；
8、s2、将步骤s1中的活化粉煤灰加入乙醇水溶液中，接着加入γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到乙烯基改性粉煤灰；
9、s3、将步骤s2中的乙烯基改性粉煤灰加入dmf中，接着加入偶氮二异丁腈、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，进行恒温反应，反应完成后得到改性粉煤灰。
10、优选的，步骤s1中所述氢氧化钠溶液的质量浓度为15％，所述浸渍时间为5-8h。
11、优选的，步骤s2中所述活化粉煤灰、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30:2-3；所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为1:1；所述搅拌反应的温度为50-60℃，时间为4-6h。
12、优选的，步骤s3中所述乙烯基改性粉煤灰、偶氮二异丁腈、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为30:0.5-1:10-15；所述恒温反应的温度为80-90℃，时间为3-5h。
13、优选的，所述改性聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
14、将聚丙烯纤维加入kmno4溶液中浸渍，浸渍完成后过滤、干燥，得到预处理聚丙烯纤维；将过氧化二苯甲酰、甲苯、司盘-40加入去离子水中，搅拌均匀配成乳液，随后再将预处理聚丙烯纤维、乳液加入烧瓶中搅拌30min，加入丙烯酸，在氮气气氛下进行加热反应，反应完成后接着加入对羟基苯磺酸溶液、磷酸，在60-70℃下反应6-8h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维。
15、优选的，所述kmno4溶液的质量分数为10-15％，所述浸渍温度为25-35℃，时间为3-5h；所述对羟基苯磺酸溶液的质量分数为20-30％，所述磷酸的质量分数为65％。
16、优选的，所述预处理聚丙烯纤维、丙烯酸、过氧化二苯甲酰、甲苯、司盘-40、去离子水、对羟基苯磺酸溶液、磷酸的质量比为10-15:5-10:1:10-15:2-3:100:50-70:20-30；所述加热反应的温度为90-100℃，反应时间为3-4h。
17、本专利技术还保护一种所述高耐久性高抗裂快凝水泥材料的制备方法，包括以下步骤：
18、按配方量称取原料，将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、砂、改性粉煤灰、改性聚丙烯纤维混合均匀，得到干混料；将减水剂、速凝剂、消泡剂加入干混料总重量30-50％的水中，搅拌均匀后加入干混料中，在300-400r/min的搅拌速度下搅拌20-40min，浇注到模具中，再将模具置于振动台上，振动直至拌合物内部气泡完全逸出，然后将模具放入养护箱中，在温度为15-25℃，湿度大于95％的条件下养护24小时后拆模，得所述的高耐久性高抗裂快凝水泥材料。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
20、(1)本专利技术提供的高耐久性高抗裂快凝水泥材料，加入的改性粉煤灰，粉煤灰本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述减水剂为亚甲基二萘磺酸钠、聚羧酸系减水剂中的一种或两种；所述速凝剂为质量比为1:1-2:1-2的氟硅酸镁、硫酸铝、碳酸锂混合物；所述消泡剂为乙二醇、聚乙二醇、丙二醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述改性粉煤灰的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，步骤S1中所述氢氧化钠溶液的质量浓度为15％，所述浸渍时间为5-8h。
5.根据权利要求3所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，步骤S2中所述活化粉煤灰、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30:2-3；所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为1:1；所述搅拌反应的温度为50-60℃，时间为4-6h。
6.根据权利要求3所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，步骤S3中所述乙烯基改性粉煤灰
7.根据权利要求1所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述KMnO4溶液的质量分数为10-15％，所述浸渍温度为25-35℃，时间为3-5h；所述对羟基苯磺酸溶液的质量分数为20-30％，所述磷酸的质量分数为65％。
9.根据权利要求7所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述预处理聚丙烯纤维、丙烯酸、过氧化二苯甲酰、甲苯、司盘-40、去离子水、对羟基苯磺酸溶液、磷酸的质量比为10-15:5-10:1:10-15:2-3:100:50-70:20-30；所述加热反应的温度为90-100℃，反应时间为3-4h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述高耐久性高抗裂快凝水泥材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述减水剂为亚甲基二萘磺酸钠、聚羧酸系减水剂中的一种或两种；所述速凝剂为质量比为1:1-2:1-2的氟硅酸镁、硫酸铝、碳酸锂混合物；所述消泡剂为乙二醇、聚乙二醇、丙二醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，所述改性粉煤灰的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，步骤s1中所述氢氧化钠溶液的质量浓度为15％，所述浸渍时间为5-8h。
5.根据权利要求3所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，步骤s2中所述活化粉煤灰、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30:2-3；所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为1:1；所述搅拌反应的温度为50-60℃，时间为4-6h。
6.根据权利要求3所述的一种高耐久性高抗裂快凝水泥材料，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学欣，王振泉，洪亮亮，施振华，
申请(专利权)人：福建新征途实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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