[发明专利]超高韧性的大掺量粉煤水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了超高韧性的大掺量粉煤水泥基复合材料及其制备方法，按重量百分比包括以下组分：硅酸盐水泥熟料20％‑30％份，二水石膏5％‑10％份，粉煤灰30％‑35％份，激发剂2％‑5％份，玻璃纤维5％‑8％份，乳胶粉10％‑12％份和消泡剂12％‑15％份，各组分百分之和为100％。本发明中，首先，通过采用硅酸盐水泥熟料和粉煤灰均为过45μm方形筛余量不大于30％的颗粒和消泡剂的加入，增加了粉煤水泥的强度和耐磨性，其次，通过激发剂的加入加快了粉煤水泥的凝结速度，提高了粉煤水泥的准备效率，最后，玻璃纤维和乳胶粉的加入，实现了对粉煤水泥的韧性改造，提高了粉煤水泥的综合性能，以及粉煤水泥在循环注采过程中结构的完整性。

技术领域

本发明属于建筑材料与废弃资源化利用技术领域，具体为超高韧性的大掺量粉煤水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

生态建筑材料的主要特征首先是节约资源和能源；其次是减少环境污染，避免全球变暖与臭氧层的破坏；第三是容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支，按其含义，生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。

粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉内燃烧后收集到的细粒粉尘，粉煤灰的大量堆存不仅侵占大量土地，还会对环境造成严重影响，然而粉煤灰作为常见的活性混合材，可与水泥水化后的Ca(OH)2发生反应，被广泛用于水泥行业中，将粉煤灰应用到水泥中去，不仅解决了堆存、污染问题，还可实现其附加值，对保护环境和资源循环利用具有双重意义。然而现有的粉煤水泥仍具有一定的不足之处，一方面，粉煤水泥的韧性较差，在应对各种复杂环境时，容易在交变应力的作用下对水泥的完整性造成破坏，形成微裂缝，从而影响粉煤水泥的使用寿命，另一方面，当粉煤水泥在冷却的过程中，其内部容易生成气泡或者气孔使得粉煤水泥的内部形成间隙，当粉煤水泥在成型使用时，间隙周围容易产生应力集中，大大减少了粉煤水泥在成型使用时的抵抗荷载的实际有效端面，从而使得粉煤水泥的强度下降。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现实存在粉煤水泥的韧性较差，容易在交变应力的作用下对水泥的完整性造成破坏，形成微裂缝，从而影响粉煤水泥的使用寿命，并且粉煤水泥在冷却的过程中，内部容易形成间隙，使得粉煤水泥的强度下降的技术问题，提供超高韧性的大掺量粉煤水泥基复合材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：超高韧性的大掺量粉煤水泥基复合材料及其制备方法，按重量百分比包括以下组分：硅酸盐水泥熟料20％-30％份，二水石膏5％-10％份，粉煤灰30％-35％份，激发剂2％-5％份，玻璃纤维5％-8％份，乳胶粉10％-12％份和消泡剂12％-15％份，各组分百分之和为100％。

其中，所述硅酸盐水泥熟料和粉煤灰均为过45μm方形筛余量不大于30％的颗粒，且颗粒度满足比表面积≥300㎡/Kg。

其中，所述硅酸盐水泥熟料28d抗压强度≥52.5Mpa。

其中，所述粉煤灰的烧失量≤5％，活性指数≥70％。

其中，所述激发剂按质量百分比包括以下组分：硫酸铝25％-35％、消石灰35％-55％和氢氧化钠25％-55％。

其中，所述二水石膏满足比表面积≥400㎡。

其中，所述超高韧性的大掺量粉煤水泥基的制备方法为：

S1、将硅酸盐水泥熟料与二水石膏混合在一起，并采用搅碎机对混合材料进行粉末搅碎处理；

S2、将粉煤灰和激发剂加入呈粉末状态的硅酸盐水泥熟料与二水石膏的混合材料中；

S3、按比例加入玻璃纤维和乳胶粉，并用搅拌机对加入材料进行混合搅拌；

S4、对混合后的原材料倒入回转窑中进行预热处理，将不需要的化学成分分解出来；