[发明专利]一种海工地聚合物材料及其制备方法

权利要求书

1.一种海工地聚合物材料，其特征在于，包含如下重量组分：矿渣微粉25-60份、磨细玄武岩粉10-30份、偏高岭土5-25份、轻烧镁粉5-20份、硬石膏2.5-15份、海砂0.1-25份、粉煤灰微珠2.5-5份、玄武岩短切纤维0.1-1.5份、微型纤维0.1-2份、水玻璃5-30份、碱性激发剂3-15份、复合型阻锈剂0.1-3份、减水剂0.4-1份；

所述磨细玄武岩粉是由玄武岩固体废弃物筛分、破碎，然后经600-800℃高温焙烧、粉磨机粉磨制备而成；细度为800-1250目，比表面积为5000-10000m²/kg；

所述偏高岭土是在800-1000℃高温下，脱水研磨而成，细度为2000-5000目；

所述碱性激发剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种；

所述微型纤维是按如下重量组分复配而成：25-45%的碳纤维、25-45%的硫酸钙晶须和15-30%的聚乙烯醇纤维；所述碳纤维平均长度为300-800μm，单丝直径为5-10μm，弹性模量为300-500GPa；所述硫酸钙晶须平均长度为200-300μm，单丝直径为3-5μm，弹性模量为200-350GPa；所述聚乙烯醇纤维平均长度为50-200μm，单丝直径为1-3μm，弹性模量为50-150GPa；

所述复合型阻锈剂是按如下重量组分复配而成：40-50%的磷酸盐、10-30%的焙烧水滑石、20-30%的三乙醇胺、5-15%的有机硅或聚醚消泡剂。

2.如权利要求1所述的一种海工地聚合物材料，其特征在于，所述矿渣微粉是经高温焙烧、粉磨机粉磨制得，比表面积为450-550m²/kg，28d活性指数为95-115%。

3.如权利要求1所述的一种海工地聚合物材料，其特征在于，所述轻烧镁粉主要成分为MgO，MgO含量为96-100%，细度为100-200目；所述硬石膏主要成分为无水硫酸钙，细度为800-1250目。

4.如权利要求1所述的一种海工地聚合物材料，其特征在于，所述海砂是经淡水洗涤、筛分得到，细度模数为1.2-3.0，氯离子含量为0.01-0.1%；所述减水剂是聚羧酸高性能减水剂，粉末状，含水率小于1%，减水率为25-40%。

5.如权利要求1所述的一种海工地聚合物材料，其特征在于，所述粉煤灰微珠是超细实心球状玻璃体，平均粒径为2-5μm。

6.如权利要求1所述的一种海工地聚合物材料，其特征在于，所述玄武岩短切纤维是在1000℃-1500℃的高温熔融后，高速拉制而成，长度为3-9mm，单丝直径为10-500μm，弹性模量为100-120Gpa。

7.如权利要求1所述的一种海工地聚合物材料，其特征在于，所述水玻璃为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃中的一种或多种，水玻璃的模数在1.0-3.0之间，固含量为30-60%。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种海工地聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）将矿渣微粉、磨细玄武岩粉、偏高岭土、轻烧镁粉、硬石膏、海砂、粉煤灰微珠、玄武岩短切纤维和微型纤维按预定的重量份数，投入到砂浆搅拌机中，在300-500r/min的转速下，搅拌3-5min至均匀，得到地聚合物干混料A；

S2）先称取总拌和用水量的1/4加入到搅拌器中，然后按预定的重量份数，将水玻璃和碱性激发剂加入到搅拌器中，在500-800r/min的转速下，搅拌2-3min至均匀无沉淀，最后冷却至室温，得到碱性激发剂混合溶液B；

S3）先称取总拌和用水量的1/4加入到搅拌器中，按预定的重量份数，将复合型阻锈剂和减水剂加入到搅拌器中，在300-800r/min的转速下，搅拌2-3min至均匀，得到功能型外加剂的混合溶液C；

S4）先将步骤S1制得的地聚合物干混料A和总拌和用水量的1/2加入到砂浆搅拌机中，在300-800r/min的转速下，搅拌2-3min至均匀；然后，加入步骤S2制得的碱性激发剂混合溶液B，继续搅拌1-2min至均匀；其次，加入步骤S3制得的功能型外加剂的混合溶液C，搅拌2-3min至均匀，得到海工地聚合物浆液；最后，将海工地聚合物浆液进行装入试模并养护成型，制备出海工地聚合物材料。