【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中热水泥，具体涉及一种中热抗拉水泥及其制备方法。
技术介绍
1、中热水泥，作为一种在特定温度条件下具有优异性能的水泥类型，在建筑和工程领域得到了广泛应用。从抗拉强度看，低热水泥混凝土的抗裂性能优于中热水泥混凝土。当温度应力超过混凝土内部极限抗拉强度时就会产生裂纹，如果养护不当使裂纹扩大为有害裂缝，会对混凝土结构安全产生不可逆的破坏。中热水泥在某些环境下容易出现裂缝和断裂，这主要是由于其内部结构在受热过程中产生的热应力无法有效释放。由于抗拉强度较低，当外部力量作用或温度急剧变化时，中热水泥容易出现裂纹，这大大限制了其在某些高要求应用场景的使用。
技术实现思路
1、基于以上问题，本专利技术提供一种中热抗拉水泥及其制备方法，能够提高其早期的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度，并在碱性条件下提高其碱性条件下的力学性能。
2、为实现上述技术效果，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种中热抗拉水泥，以重量份计：包括160～190份氧化钙、3～15份硅酸钙、10～20份硅酸二钙、20～30份硅酸三钙、15～30份铝酸三钙、8～13份铁铝酸四钙、20～35份偏高岭土、6～12份铁矿粉、3～8份改性棉秆纤维、17～28份改性纳米二氧化硅、4～8份三氧化硫、3～7份氧化镁。
4、进一步地，所述改性棉秆纤维的制备包括以下步骤：
5、s11、取棉秆纤维进行干燥、磨碎，得到棉秆颗粒，所述棉秆颗粒的含水量率为7-10％；
6、s12、将
7、s13、向碱化处理的棉秆颗粒表面喷涂硅酸钠溶液，喷涂结束后将棉秆颗粒在60～70℃下干燥16～20h，所述硅酸钠溶液的浓度为1～2％，所述硅酸钠溶液与所述棉秆颗粒的质量比为2∶3～4。
8、进一步地，所述棉秆颗粒经碱化处理后质量损失率为94～98％；
9、具体质量损失率m的计算公式是m＝(mt-m0)/m0，mt是氢氧化钠浸泡后的质量，m0是初始质量。
10、进一步地，所述改性纳米二氧化硅的制备包括以下步骤：
11、s21、将高岭土研磨、煅烧保温，然后冷却至室温；
12、s22、向第一次煅烧的高岭土中加入15％质量分数的盐酸，水浴恒温条件下不断搅拌反应2～3h，随后进行洗涤、干燥、抽滤；
13、s23、向第一次酸化处理的高岭土中加入20％质量分数的氢氧化钠溶液，加热至50-60℃，不断搅拌反应2-3h后抽滤；
14、s24、向第一次碱处理的高岭土中滴加10％质量分数的盐酸，调节ph为6～7，然后离心、干燥；
15、s25、将第二次酸化处理的高岭土在500℃下进行煅烧，保温0.5～1h；
16、s26、向第二次煅烧处理得到的二氧化硅中加入乙醇溶液并搅拌；分散完全后向其中滴加8～10％质量分数的硅烷偶联剂lh-a110溶液，同时以10～15℃/min的速率升温至120～140℃，保温搅拌1～2h，降温后洗涤、干燥；所述乙醇溶液中vh2o:vc2h5oh＝20～25:1；
17、s27、将硬脂酸钠溶于甲苯中，并加入硅烷偶联剂改性后的二氧化硅粉末，升温至40～50℃搅拌反应1～2h，反应结束后离心、洗涤、干燥、研磨得到粒径为16～20nm的改性纳米二氧化硅；所述硬脂酸钠的用量为硅烷偶联剂改性的二氧化硅粉末的用量的12～15％。
18、进一步地，所述高岭土第一次煅烧包括以下步骤：
19、s211、将所述高岭土在150～170℃中保温0.3～0.5h脱去吸附水；
20、s212、将脱去吸附水的高岭土在300～400℃下保温0.3～0.5h，随后以10～20℃/min的速率升温至800～850℃。
21、进一步地，包括以下步骤：
22、s1、以重量份计，准备160～190份氧化钙、3～15份硅酸钙、10～20份硅酸二钙、20～30份硅酸三钙、15～30份铝酸三钙、8～13份铁铝酸四钙、20～35份偏高岭土、6～12份铁矿粉、3～8份改性棉秆纤维、17～28份改性纳米二氧化硅、4～8份三氧化硫、3～7份氧化镁；
23、s2、将步骤s1中的原料进行研磨，细度0.08mm筛余19.0±1.5％，0.2mm筛余3.0％±0.8％；生料水分≤0.7％；
24、s3、将研磨后的生料压制成直径为10±2cm、厚度为1±0.2cm的试饼在1500～1600℃下煅烧20～30min，冷却至常温得到水泥。
25、进一步地，煅烧过程中的窑头尾用煤比例按40％:60％控制；熟料n值高低要与窑产高低相匹配；熟料n＝3.50时，入窑生料投料241吨/时、熟料产量3540吨/日；熟料n＝3.80时，入窑生料投料204吨/时、熟料产量3250吨/日；控制f-cao＝0.5±0.3％；熟料烧失量控制在0.6％以内。
26、进一步地，所述水泥的比表面积为400～500m2/kg。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
28、1、通过棉秆纤维对水泥进行改性，增强了其加筋强度，但是其使得水泥的致密性下降，空隙增加，使得其强度降低，通过对棉秆纤维进行改性，增加其对水泥的相容性和粘结强度，纤维的密度和刚度提升，与水泥形成的毛细通道和孔隙减少，且同水胶比下，其为水泥水化反应提供了更充足的水，有效提高了其在早期的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度，但是在碱性条件下，其长期的劣化耐久性较低。
29、2、向水泥中加入纳米二氧化硅，其在碱性条件下，与其进行反应，生成硅氧硅健，在水化相表面自组装形成了三维的分子膜，降低了碱性条件对改性棉秆纤维的损坏，提升了水泥的耐久性。但是纳米二氧化硅在水泥中的分散性较低，容易团聚，对其进行表面改性，使其具有良好的分散性，大幅度提高水泥的性能的同时，易于施工。同时改性的纳米二氧化硅表面接枝的酰胺基与改性棉秆纤维表面的羟基反应生成牢固的氢键，更进一步提升了水泥的抗拉强度，提升了水泥的力学性能。
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1.一种中热抗拉水泥，其特征在于，以重量份计：包括160～190份氧化钙、3～15份硅酸钙、10～20份硅酸二钙、20～30份硅酸三钙、15～30份铝酸三钙、8～13份铁铝酸四钙、20～35份偏高岭土、6～12份铁矿粉、3～8份改性棉秆纤维、17～28份改性纳米二氧化硅、4～8份三氧化硫、3～7份氧化镁。
2.根据权利要求1所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述改性棉秆纤维的制备包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述棉秆颗粒经碱化处理后质量损失率为94～98％；
4.根据权利要求1所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述高岭土第一次煅烧包括以下步骤：
6.一种中热抗拉水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种中热抗拉水泥的制备方法，其特征在于，煅烧过程中的窑头尾用煤比例按40％:60％控制；熟料N值高低要与窑产高低相匹配；熟料N＝3.50时，入窑生
8.根据权利要求6所述的一种中热抗拉水泥的制备方法，其特征在于，所述水泥的比表面积为400～500m2/kg。
...【技术特征摘要】
1.一种中热抗拉水泥，其特征在于，以重量份计：包括160～190份氧化钙、3～15份硅酸钙、10～20份硅酸二钙、20～30份硅酸三钙、15～30份铝酸三钙、8～13份铁铝酸四钙、20～35份偏高岭土、6～12份铁矿粉、3～8份改性棉秆纤维、17～28份改性纳米二氧化硅、4～8份三氧化硫、3～7份氧化镁。
2.根据权利要求1所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述改性棉秆纤维的制备包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述棉秆颗粒经碱化处理后质量损失率为94～98％；
4.根据权利要求1所述的一种中热抗拉水泥，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备包括以下步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：拉巴次仁，蒋长春，李建勇，谢族，易成龙，
申请(专利权)人：西藏昌都高争建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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