一種微米級(jí)碳化硅與微鋼纖維協(xié)同增強(qiáng)的高抗壓高抗折水
泥、組合料及成型方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及硅酸鹽材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高抗壓高抗折水泥復(fù)合材料的配方與制備方法。
背景技術(shù)
[0002] 水泥材料具有抗壓強(qiáng)度高、韌性低的特點(diǎn),為解決這一問題,目前普遍的做法是向水泥基材料中加入纖維材料,諸如碳纖維、鋼纖維等,但與此同時(shí)抗壓強(qiáng)度便會(huì)隨之降低。
在混凝土中摻入納米顆粒后可以使水泥材料更加密實(shí)、早期強(qiáng)度提高,韌性增強(qiáng)并可以顯著提高材料的耐久性。
發(fā)明內(nèi)容
[0003] 納米材料和水泥的相容性以及分散性問題一直是纏繞在納米材料應(yīng)用到水泥中的重要問題.為解決這一問題,將納米材料改為微米級(jí)別的材料,既提供了材料所需的強(qiáng)度,又解決了納米材料分散以及相容性問題。本發(fā)明對(duì)照組設(shè)計(jì)了變量為納米二氧化硅材料的水泥材料。進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),二氧化硅材料的分散性不夠均勻。本發(fā)明提供一種復(fù)合材料制備的配方以及方法,該配方所需材料廉價(jià)易購買,制備方法簡(jiǎn)單易操作,所需儀器普遍,制作環(huán)境要求不高等特點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明的主要內(nèi)容為所需材料以及配方和操作方法,質(zhì)量配方如下:
[0005] 表1?微米級(jí)碳化硅與微鋼纖維協(xié)同增強(qiáng)的高抗壓高抗折水泥組合料配方[0006]
摻量 G級(jí)水泥 超細(xì)水泥 微系水泥 淡水 減水劑 微鋼纖維 消泡劑 綠碳化硅含量 36.4% 10% 10% 25% 0.2% 8% 0.2% 10%
[0007] 本發(fā)明采用的復(fù)合材料為:綠碳化硅,平均粒徑1μm,質(zhì)量比為10%,由江蘇省鹽城市大豐區(qū)源發(fā)磨料磨具貿(mào)易有限公司生產(chǎn);微鋼纖維10-15mm不等,直徑約0.22mm,質(zhì)量比為8%,由一般代工廠代生產(chǎn)即可;G級(jí)水泥、超細(xì)水泥、微細(xì)水泥質(zhì)量比分別為36.4%、10%、
10%,一般特種水泥廠均可購買;消泡劑為佛山市京旗化工科技有限公司購買的砂漿消泡劑,質(zhì)量比為0.2%;減水劑為陜西省秦奮建材有限公司購買的聚羧酸高性能減水劑,質(zhì)量比為0.2%;淡水為生活用自來水;
[0008] 本發(fā)明采用的操作方法為:將所需復(fù)合材料按照配方比例加入到昆山市順諾儀器有限公司生產(chǎn)的JSF-550型攪拌器(其他品牌攪拌器均可),轉(zhuǎn)速800r/min,持續(xù)時(shí)間20min,待攪拌均勻之后取出糊狀物放入磨具(40mm×40mm×160mm)中,然后在恒溫恒濕箱中保持溫度25℃、濕度98%持續(xù)28天養(yǎng)護(hù)。
[0009] 本發(fā)明的主要機(jī)理為:微米級(jí)碳化硅通過分子間力吸附于水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣表面,改善了水泥后期的水化情況,優(yōu)化了水泥硬化的結(jié)構(gòu),從而提高了水泥強(qiáng)度。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
[0011] 本發(fā)明的抗壓強(qiáng)度為G級(jí)水泥抗壓強(qiáng)度,但是抗折強(qiáng)度則是所有水泥所達(dá)不到的,通過使用無錫建儀儀器機(jī)械有限公司生產(chǎn)的TYE-300D型水泥膠砂抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行抗折抗壓測(cè)試測(cè)得添加微米級(jí)碳化硅的實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組抗壓強(qiáng)度從24MPa增加到52.3MPa,抗折強(qiáng)度從3.6MPa增加18.3MPa。本發(fā)明已經(jīng)達(dá)到一般情況下普通水泥所不可及的強(qiáng)度,還具有配方所需材料廉價(jià)易購買,所需制備方法簡(jiǎn)單易操作等特點(diǎn),在將來的工民建以及地應(yīng)力實(shí)驗(yàn)?zāi)M方向可以大范圍普及應(yīng)用。
附圖說明
[0012] 圖1是實(shí)施組的SEM掃描電鏡圖;
[0013] 圖2是對(duì)照組的SEM掃描電鏡圖;
[0014] 圖3是實(shí)施組的XRD?X射線衍射分析圖;
[0015] 圖4是對(duì)照組的XRD?X射線衍射分析圖;
[0016] 圖5是實(shí)施組組的TG熱分析圖;
[0017] 圖6是對(duì)照組的TG熱分析圖;
[0018] 圖7是實(shí)施組的FTIR紅外光譜分析圖;
[0019] 圖8是對(duì)照組的FTIR紅外光譜分析圖;
[0020] 圖9是實(shí)施組的BET孔隙度分布圖;
[0021] 圖10是對(duì)照組的BET孔隙度分布圖;
[0022] 圖11是實(shí)施組的物理吸附脫附圖;
[0023] 圖12是對(duì)照組的物理吸附脫附圖。
具體實(shí)施方式
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 將綠碳化硅,平均粒徑1μm,質(zhì)量比為10%,由江蘇省鹽城市大豐區(qū)源發(fā)磨料磨具貿(mào)易有限公司生產(chǎn);微鋼纖維10-15mm不等,質(zhì)量比為8%,由代工廠代生產(chǎn);G級(jí)水泥、超細(xì)水泥、微細(xì)水泥質(zhì)量比分別為38.4%、10%、10%,均由長(zhǎng)慶油田提供;消泡劑為佛山市京旗化工科技有限公司購買的砂漿消泡劑,質(zhì)量比為0.2%;減水劑為陜西省秦奮建材有限公司購買的聚羧酸高性能減水劑,質(zhì)量比為0.2%;淡水為生活用自來水;加入到昆山市順諾儀器有限公司生產(chǎn)的JSF-550型攪拌器,轉(zhuǎn)速800r/min,持續(xù)時(shí)間20min,待攪拌均勻之后取出糊狀物放入磨具(40mm×40mm×160mm)中,然后在恒溫恒濕箱中保持溫度25℃、濕度98%持續(xù)28d養(yǎng)護(hù)。
[0027] 對(duì)比例1