[发明专利]一种高耐碱蚀型玻璃纤维材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高耐碱蚀型玻璃纤维材料的制备方法，属于无机非金属材料技术领域。本发明技术方案采用的是粉煤灰材料和赤泥材料，由于粉煤灰主要是由无定形的玻璃球、未燃尽的碳粒以及晶态存在的石英、莫来石、长石、金刚石、刚玉、铁磁矿等构成，由于在烧结过程中，所采用的石英相与添加的铝溶胶热分解的高活性氧化铝发生固相反应，这样的固相反应可以固溶低熔点的钠、钙氧化物，生成钙长石相，显著提高钙长石含量，这样含量的提高，有效改善玻璃材料内部韧性强度的提升，于此同时，添加后材料内部孔隙进一步致密，有效改善材料的结构性能和致密结构。

技术领域

本发明涉及一种高耐碱蚀型玻璃纤维材料的制备方法，属于无机非金属材料技术领域。

背景技术

在一些实际工程中，混凝土结构的正常配筋会引起不同的腐蚀极限，降低结构的强度，钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构的破坏是土木工程重要问题之一。建筑物的修缮、重建和加固是国内建筑行业当务之急所要解决的紧迫问题。存在耐腐蚀性差、构件重量增加、对原结构影响大、施工难度大、工期长等缺陷。为此，建筑界需要新材料、新工艺，并用来补充加固工程。由于玻璃纤维强度高、重量轻、耐腐蚀性好，可以有效地提高构件的加固性能。同时，玻璃纤维接近混凝土的线膨胀系数，与混凝土结构配合良好，施工方便，是优良的加固材料。玻璃纤维广泛应用于普通混凝土构件、预应力混凝土构件和钢筋混凝土基础，大大提高了钢筋混凝土的抗腐蚀性能。另外，玻璃纤维混凝土构件在成本方面具有很大的优势，可以节约构件的生产成本、设备成本和维护成本。

普通玻璃纤维高碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维或名一玻璃纤维、无碱玻璃纤维或名一玻璃纤维不耐硅酸盐水泥基材的高碱性抢的侵蚀。无法制成耐久性好的纤维增强水泥基复合材料，这主要是由于硅酸盐水泥水化生成的与普通玻璃纤维的发生化学反应生成硅钙比接近的水化硅酸钙，这一反应是不可逆的，直至作为普通玻璃纤维骨架的仇被完全破坏，纤维的强度损耗殆尽而止。为此，提高玻璃纤维抗碱性的研究已成为中、外学者们的关注热点。

目前国内外的耐碱玻璃纤维主要是因含有 Zr O2，TiO2等组分，使得玻璃纤维在与碱液作用时会在表面产生一层富锆、富钛的保护膜，减缓进一步的腐蚀，从而改善玻璃纤维的抗碱性能和 GRC 制品的耐久性，但主要以添加氧化锆和氧化钛等物质来提高耐碱性，造成纤维成本高、原料熔化困难、粘度较大，对纤维的制造工艺性能影响较大。这些都阻碍了耐碱玻璃纤维及其制品的推广应用。所以本发明技术方方案对其结构进行改善，进一步提高材料的耐碱蚀性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有以添加氧化锆和氧化钛等物质来提高耐碱性，造成纤维成本高、原料熔化困难、粘度较大，对纤维的制造工艺性能影响较大的问题，提供了一种高耐碱蚀型玻璃纤维材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、75～80份无水乙醇、10～15份正硅酸乙酯置于烧杯中，搅拌混合并置于室温下水解处理，得水解基体液；再按重量份数计，分别称量45～50份水解基体液、1～2份醋酸锌、10～15份质量分数1％乙酸溶液、3～5份钛酸正丁酯和1～2份硝酸铝置于三口烧瓶中，搅拌混合1～2h，调节pH至3.5，静置陈化，得混合凝胶液；

（2）取粉煤灰和赤泥颗粒，干燥后球磨过筛，收集过筛颗粒并将按重量份数计，分别称量45～50份过筛颗粒、1～2份改性聚铝溶胶、1～2份硅烷偶联剂于球磨罐中，球磨处理，收集球磨浆料并将球磨浆料与聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过筛并置于模具中，压制成型，收集得压制坯料；

（3）将压制坯料破碎并置于坩埚中，将坩埚置于电阻炉中，程序升温处理，初次保温熔融，收集得熔融玻璃液并水淬处理，收集水淬玻璃颗粒，按质量比1:10，将水淬玻璃颗粒与混合凝胶液搅拌混合，破碎球磨过筛，收集混合过筛包覆颗粒；

（4）将过筛包覆颗粒置于坩埚中，二次熔融后，保温保压处理，收集二次熔融玻璃液并置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝处理，并收集拉丝纤维，将拉丝纤维保温退火处理，随炉冷却至室温，即可制备得所述的高耐碱蚀型玻璃纤维材料。