本发明涉及建材技术领域，具体涉及一种抗菌高强硅酸盐水泥及其制备方法。
背景技术：
众所周知，水泥是建筑凝胶材料之一，水泥是由石灰石、矿铁石和粘土等矿物质原料混合后制成的硅酸盐熟料，再在熟料中加入石膏经磨细制成的。随着我国的经济的快速发展，高强水泥作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在各种建筑结构结构中得到广泛的应用。进入新世纪，抗菌建筑材料在公共卫生消毒、预防疾病扩散、保护公共卫生安全方面发挥了越来越重要作用，逐渐成为抗菌应用的主流，其中抗菌水泥的研制也应运而生，成为抗菌建筑材料的新型产品。抗菌水泥是在普通水泥中加入抗菌剂而制备的具有抗菌功能的建筑材料，被广泛地应用于建筑物的抹面砂浆，以及共用污水槽、公共走廊、下水道。有机抗菌剂杀菌速度快、抗菌效果好，但寿命短；无机抗菌剂作用寿命长，在使用场合和条件有很大的限制，因此各类抗菌剂各有优劣。
技术实现要素：
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种抗菌高强硅酸盐水泥，将有机和无机抗菌剂相结合，通过协同作用和优势互补，大大提高抗菌性和适用范围；将纤维和矿物质晶须组合应用于水泥增强，解决水泥抗压强度的问题。
技术方案：一种抗菌高强硅酸盐水泥，由以下成分按重量份制备而成：石灰石60-75份、粘土10-15份、铁矿石0.5-1.5份磨细、石膏2.5-3.5份、粉煤灰5-12份、硫酸钙晶须2-4份、α-氧化铝微粉2-4份、硅微粉2-4份、碳化硅纤维2-4份、细磨沸石粉2-6份、土荆皮提取物1.5-2.5份、川黄柏提取物1.5-2.5份、十二烷基三甲基氯化铵0.8-2.5份。
进一步优选的，所述的一种抗菌高强硅酸盐水泥，由以下成分按重量份制备而成：石灰石65-70份、粘土11-14份、铁矿石0.8-1.2份磨细、石膏2.8-3.2份、粉煤灰7-10份、硫酸钙晶须3-4份、α-氧化铝微粉3-4份、硅微粉2.5-3.5份、碳化硅纤维2.5-3.5份、细磨沸石粉3-5份、土荆皮提取物1.8-2.2份、川黄柏提取物1.8-2.2份、十二烷基三甲基氯化铵1-2份。
进一步的，所述的一种抗菌高强硅酸盐水泥，所述的土荆皮提取物和川黄柏提取物分别通过称取土荆皮和川黄柏，加入10倍量的70%的乙醇溶液中，加热回流提取两次，每次2h，最后过滤干燥得到。
上述抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：
（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1400-1500℃；
（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；
（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；
（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌30-60分钟，得到粉状混合物。
进一步的，所述的一种抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述煅烧温度为1450℃。
进一步的，所述的一种抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述碳化硅纤维长度为0.5-2厘米。。
进一步的，所述的一种抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述搅拌时间为40-50分钟。
进一步的，所述的一种抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述粉状物的粒子尺寸小于150微米。
有益效果：本抗菌高强硅酸盐水泥具有很高的抗压强度，3天的抗压强度为23.5MPa，28天的抗压强度为58.7MPa；通过大肠杆菌和霉菌测试发现，其对大肠杆菌的存活率为5.5%，黑霉菌的存活率为6.2%，经过90天，大肠杆菌的存活率为7.6%，黑霉菌的存活率为7.9%。
具体实施方式
下述的实施例和对比例中，本发明的所述土荆皮提取物和川黄柏提取物分别通过称取土荆皮和川黄柏，加入10倍量的70%的乙醇溶液中，加热回流提取两次，每次2h，最后过滤干燥得到。
实施例1
一种抗菌高强硅酸盐水泥，由以下成分按重量份制备而成：石灰石60份、粘土10份、铁矿石1.5份磨细、石膏2.5份、粉煤灰12份、硫酸钙晶须2份、α-氧化铝微粉2份、硅微粉2份、碳化硅纤维4份、细磨沸石粉2份、土荆皮提取物2.5份、川黄柏提取物2.5份、十二烷基三甲基氯化铵0.8份。
上述抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1400℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌60分钟，得到粉状混合物。
实施例2
一种抗菌高强硅酸盐水泥，由以下成分按重量份制备而成：石灰石75份、粘土15份、铁矿石0.5份磨细、石膏3.5份、粉煤灰5份、硫酸钙晶须4份、α-氧化铝微粉4份、硅微粉4份、碳化硅纤维2份、细磨沸石粉6份、土荆皮提取物1.5份、川黄柏提取物1.5份、十二烷基三甲基氯化铵2.5份。
上述抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1500℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌30分钟，得到粉状混合物。
实施例3
一种抗菌高强硅酸盐，由以下成分以重量份制备而成：石灰石65份、粘土14份、铁矿石1.2份磨细、石膏2.8份、粉煤灰10份、硫酸钙晶须4份、α-氧化铝微粉3份、硅微粉2.5份、碳化硅纤维2.5份、细磨沸石粉3份、土荆皮提取物1.8份，川黄柏提取物2.2份、十二烷基三甲基氯化铵1份。
上述抗菌高强硅酸盐的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1450℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌50分钟，得到粉状混合物。
实施例4
一种抗菌高强硅酸盐，由以下成分以重量份制备而成：石灰石70份、粘土11份、铁矿石0.8份磨细、石膏3.2份、粉煤灰7份、硫酸钙晶须3份、α-氧化铝微粉4份、硅微粉3.5份、碳化硅纤维3.5份、细磨沸石粉5份、土荆皮提取物2.2份、川黄柏提取物1.8份、十二烷基三甲基氯化铵2份。
上述抗菌高强硅酸盐的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1450℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌40分钟，得到粉状混合物。
实施例5
一种抗菌高强硅酸盐，由以下成分以重量份制备而成：石灰石68份、粘土12份、铁矿石1份磨细、石膏3份、粉煤灰8.5份、硫酸钙晶须3.5份、α-氧化铝微粉3.5份、硅微粉3份、碳化硅纤维3份、细磨沸石粉4份、土荆皮提取物2份、川黄柏提取物2份、十二烷基三甲基氯化铵1.5份。
上述抗菌高强硅酸盐的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1400℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌50分钟，得到粉状混合物。
对比例1
一种抗菌高强硅酸盐水泥，由以下成分按重量份制备而成：石灰石60份、粘土10份、铁矿石1.5份磨细、石膏2.5份、粉煤灰12份、细磨沸石粉2份、土荆皮提取物2.5份、川黄柏提取物2.5份、十二烷基三甲基氯化铵0.8份。
上述抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1400℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰经过球磨机粉磨；（4）加入细磨沸石粉、土荆皮提取物、川黄柏提取物、十二烷基三甲基氯化铵搅拌60分钟，得到粉状混合物。
对比例2
一种抗菌高强硅酸盐水泥，由以下成分按重量份制备而成：石灰石75份、粘土15份、铁矿石0.5份磨细、石膏3.5份、粉煤灰5份、硫酸钙晶须4份、α-氧化铝微粉4份、硅微粉4份、碳化硅纤维2份、细磨沸石粉6份。
上述抗菌高强硅酸盐水泥的制备方法为：（1）将石灰石、粘土、铁矿石磨细，经高温煅烧，煅烧温度为1500℃；（2）将细磨的石膏和步骤（1）中得到的水泥熟料入辊压预挤压粉碎；（3）加入粉煤灰、硫酸钙晶须、α-氧化铝微粉、硅微粉经过球磨机粉磨；（4）加入碳化硅纤维、细磨沸石粉搅拌30分钟，得到粉状混合物。
本发明材料的各项性能指标见下表，我们可以看到本抗菌高强硅酸盐水泥具有很高的抗压强度，3天的抗压强度为23.5MPa，28天的抗压强度为58.7MPa；通过大肠杆菌和霉菌测试发现，其对大肠杆菌的存活率为5.5%，黑霉菌的存活率为6.2%，经过90天，大肠杆菌的存活率为7.6%，黑霉菌的存活率为7.9%。
表1 抗菌高强硅酸盐水泥的各项性能指标