【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及膠凝材料，具體涉及一種提高韌性的膠凝材料。
技術(shù)介紹
1、水泥基材料憑借其抗壓強(qiáng)度高、耐久性好以及價(jià)格低廉等優(yōu)良特性，已成為世界上應(yīng)用最廣泛的一種建筑材料。但隨著工程建造事業(yè)的發(fā)展，特別是隨著混凝土高強(qiáng)化的不斷發(fā)展，混凝土的脆性問題成為越來越突出的問題。究其根本原因，混凝土脆性大是水泥基材料抗拉強(qiáng)度低造成的。
2、水泥基材料抗拉強(qiáng)度不及其抗壓強(qiáng)度的1/10，抗拉極限延伸率僅為1.0×10-4mpa，水泥基材料的這些缺點(diǎn)無法通過自身改進(jìn)消除，使用“復(fù)合化”為這些問題提供了有效的解決途徑。如在水泥基材料中摻加高分子聚合物纖維可以明顯提高水泥混凝土的早期抗裂性能，在水泥基材料中摻入鋼纖維可以提高水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
3、公開號(hào)為cn118271033a的中國專利《一種超高性能纖維增韌水泥基復(fù)合材料制備方法》采用骨料與纖維改性的方式制備出了超高性能纖維增韌水泥基復(fù)合材料，提高了混凝土的韌性與耐久性。此外，聚合物乳液改性混凝土從改善混凝土中膠凝材料性能角度入手，為改善混凝土的韌性提供了有效的途徑，高分子聚合物因具備一些特殊官能團(tuán)能與水泥水化產(chǎn)物或金屬離子產(chǎn)生配位作用，形成特殊橋鍵作用，進(jìn)一步增強(qiáng)材料間的結(jié)合力，提高水泥基材料的韌性。公開號(hào)為cn105819735a的中國專利《一種聚合物原位增韌水泥基材料及其制備方法》采用聚乙烯醇和乳膠粉相配合的方法制備出了流動(dòng)性好、工作性佳、強(qiáng)度發(fā)展快且抗折強(qiáng)度高的水泥基材料。
4、以上增韌手段均存在一些局限性，傳統(tǒng)的纖維增韌雖然能夠提高水泥基
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于，提供一種提高韌性的膠凝材料，從水泥熟料角度出發(fā)，通過調(diào)整水泥熟料礦物組成、優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配、添加高韌性輔助膠凝材料等方式，制備出強(qiáng)度高且折壓比大的高性能膠凝材料，從根本上緩解水泥基材料脆性大的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下:
3、一種提高韌性的膠凝材料，包括質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分:9.2～16.2wt％高活性輔助膠凝材料a、49.4～53.5wt％高性能膠凝材料b和30.3～41.4wt％高韌性輔助膠凝材料c，所述高活性輔助膠凝材料a為硅灰、礦渣或高鈣粉煤灰中的一種或多種，所述高性能膠凝材料b為高鐵相高貝利特水泥熟料，所述高韌性輔助膠凝材料c為改性橡膠粉。
4、進(jìn)一步地，所述高鐵相高貝利特水泥熟料的礦物組成為32.07wt％c3s，49.61wt％c2s，1.96wt％c3a，16.36wt％c4af。
5、所述改性橡膠粉的制備方法為:
6、s1、將生石灰加入水中，得到飽和石灰水；
7、s2、將橡膠粉清洗表面雜質(zhì)后，放入飽和石灰水中，浸泡20～24h后取出；
8、s3、向飽和石灰水中加入mgcl2·6h2o，得到混合料漿，混合料漿中ca2+和mg2+的濃度比為1:1；
9、s4、將混合料漿升溫到80℃，保溫1～1.5h，升溫和保溫過程中持續(xù)攪拌；
10、s5、將浸泡后的橡膠粉重新加入到混合料漿中并持續(xù)攪拌，橡膠粉與混合料漿的體積比為1：10，然后通入co2氣體，當(dāng)混合料漿的ph值降至7時(shí)，停止通氣和攪拌；
11、s6、將橡膠粉取出用無水乙醇多次洗滌，再烘干，即得改性橡膠粉。
12、所述s2中，橡膠粉的摻量沒有限制，只要完全浸入飽和石灰水中即可；所述s5中，co2氣體的通入速度為65l/(h·kgca(oh)2)。
13、進(jìn)一步地，所述s2中的浸泡時(shí)間為24h，所述s3中的保溫時(shí)間為1h；所述s6中烘干為置于60℃烘箱中干燥5～6h。
14、進(jìn)一步地，所述高活性輔助膠凝材料a的粒徑范圍為0.15～3μm，中位徑d50為1.36μm。
15、進(jìn)一步地，所述高性能膠凝材料b的粒徑范圍為3～32μm，中位徑d50為16.78μm。
16、進(jìn)一步地，所述高韌性輔助膠凝材料c的粒徑范圍為32～80μm，中位徑d50為48.21μm。
17、進(jìn)一步地，所述高韌性膠凝材料的比表面積為360～380m2/kg，80μm方孔篩篩余不超過5％；初凝時(shí)間不早于15min，終凝時(shí)間不晚于45min；需水量≤30％，28d抗折強(qiáng)度大于9.5mpa，28d抗壓強(qiáng)度大于45mpa，90d抗折強(qiáng)度大于15mpa，90d抗壓強(qiáng)度大于70mpa，標(biāo)準(zhǔn)膠砂折壓比不小于0.20。
18、進(jìn)一步地，所述高活性輔助膠凝材料a、高性能膠凝材料b和高韌性輔助膠凝材料c的質(zhì)量百分比基于dinge-funk連續(xù)粒徑分布的堆積模型計(jì)算得到。
19、進(jìn)一步地，所述堆積模型的計(jì)算公式如下：
20、
21、式中，u(dp)為粒徑為dp的質(zhì)量百分比；dp為高活性輔助膠凝材料a/高性能膠凝材料b/高韌性輔助膠凝材料c的粒徑；dmax為體系中最大顆粒的粒徑，所述dmax取值為80μm；dmin為體系中最小顆粒的粒徑，所述dmin取值為0.15μm；n為分布指數(shù)，所述n取0.24～0.5。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果:
23、(1)本專利技術(shù)通過添加兩種輔助膠凝材料，優(yōu)化了水泥熟料的顆粒級(jí)配。作為較細(xì)水泥顆粒(＜3μm)的高活性輔助膠凝材料a，避免了早期強(qiáng)度發(fā)展較快容易導(dǎo)致后期強(qiáng)度出現(xiàn)倒縮的問題，優(yōu)化了水化程度低；作為僅起到填充作用的粗水泥顆粒(32～80μm)的高韌性輔助膠凝材料c，避免了水泥熟料的浪費(fèi)，進(jìn)一步降低了熟料的用量，節(jié)約了成本。
24、(2)本專利技術(shù)分別摻入兩種粒徑的輔助膠凝材料，超細(xì)的高活性輔助膠凝材料a與大顆粒的高韌性輔助膠凝材料c，二者相互協(xié)同，從材料本身實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與韌性協(xié)同增強(qiáng)，該增韌方式區(qū)別于纖維增韌和聚合物增韌。
25、(3)本專利技術(shù)將膠凝材料劃分為三個(gè)粒度區(qū)間，并采用dinge-funk連續(xù)粒徑分布的堆積模型優(yōu)化各粒徑配比，使得膠凝材料到達(dá)最緊密堆積，既保證了水泥石結(jié)構(gòu)的致密性，又降低了膠凝材料的需水量。
26、(4)本專利技術(shù)利用飽和石灰水改性橡膠粉，既利用了飽和石灰水中氫氧化鈣氫氧根離子消除了橡膠表面的硬脂酸鋅等，使橡膠表面粗糙度增加，提高了橡膠粉的親水性，又采用了ca(oh)2—co2氣液反應(yīng)法，使其在橡膠粉表面生成碳酸鈣晶須。橡膠粉和碳酸鈣晶須均可提高水泥基材料的劈裂抗拉強(qiáng)度，同時(shí)，隨著齡期的增加，碳酸鈣晶須會(huì)與水泥中的鋁相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳鋁酸鈣，可以改善橡膠粉與水泥石的界面性能，使二者之間的連接更為緊密。
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1.一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，包括質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分:9.2～16.2wt％高活性輔助膠凝材料A、49.4～53.5wt％高性能膠凝材料B和30.3～41.4wt％高韌性輔助膠凝材料C，所述高活性輔助膠凝材料A為硅灰、礦渣或高鈣粉煤灰中的一種或多種，所述高性能膠凝材料B為高鐵相高貝利特水泥熟料，所述高韌性輔助膠凝材料C為改性橡膠粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述高鐵相高貝利特水泥熟料的礦物組成為32.07wt％C3S，49.61wt％C2S，1.96wt％C3A，16.36wt％C4AF。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述改性橡膠粉的制備方法為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述S2中的浸泡時(shí)間為24h，所述S3中的保溫時(shí)間為1h；所述S6中烘干為置于60℃烘箱中干燥5～6h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述高活性輔助膠凝材料A的粒徑范圍為0.15～3μm，中位徑D50為1.36μm。<...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，包括質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分:9.2～16.2wt％高活性輔助膠凝材料a、49.4～53.5wt％高性能膠凝材料b和30.3～41.4wt％高韌性輔助膠凝材料c，所述高活性輔助膠凝材料a為硅灰、礦渣或高鈣粉煤灰中的一種或多種，所述高性能膠凝材料b為高鐵相高貝利特水泥熟料，所述高韌性輔助膠凝材料c為改性橡膠粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述高鐵相高貝利特水泥熟料的礦物組成為32.07wt％c3s，49.61wt％c2s，1.96wt％c3a，16.36wt％c4af。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述改性橡膠粉的制備方法為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述s2中的浸泡時(shí)間為24h，所述s3中的保溫時(shí)間為1h；所述s6中烘干為置于60℃烘箱中干燥5～6h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高韌性的膠凝材料，其特征在于，所述高活性輔助膠凝材料a的粒徑范圍為0.15～3μm，中位徑d50為1.36μm。<...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱夢，王寧，陽黎，卿婷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：嘉華特種水泥股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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