水泥基复合材料的制备方法与流程

文档序号:17917499发布日期:2019-06-14 23:52
本发明涉及水泥基材料制备领域,特别是一种便于加工且抗压强度大于大理石的水泥基复合材料的制备方法。
背景技术
:加工设备中,常常使用强度较高的大理石、钢板或铸铁作为设备的安装板、底柜、立柱等支撑构件,大理石、钢板、铸铁等材料的成本高,需要根据位置进行相应的切割、钻孔、镶牙套、粗磨、精磨、电镀等加工过程,释放应力时效长且容易出现精度问题,钢板、铸铁等材料作为设备底板等部件在冷加工运用下容易腐蚀,对设备精度造成严重影响。并且上述材料制作构件时对环境有一定的破坏,而传统的水泥基复合材料的制造需要在高温下进行养护,不宜大面积推广使用。技术实现要素:鉴于上述状况,有必要提供一种便于加工且抗压强度大于大理石的水泥基复合材料的制备方法,以解决上述问题。一种水泥基复合材料的制备方法,包括如下步骤:将水泥基复合材料的组分进行混合,所述水泥基复合材料的组分包括胶凝材料、骨料、水、钢纤维、减水剂及消泡剂,其中,所述胶凝材料包括水泥及硅微粉,所述硅微粉与所述水泥的质量比在7%~15%,所述水与所述胶凝材料的质量比在0.12~0.3;将搅拌好的浆体倒入模具中;对所述模具中浆体的表面进行震平;静置密封养护预定时间;及拆除所述模具并在室温条件下,喷水或在湿度>95%的条件下进行保养。进一步地,将水泥基复合材料的组分进行混合的步骤包括将水泥基复合材料的组分倒入强制式搅拌机中进行快速搅拌,搅拌时间不小于1分钟。进一步地,所述模具中放置有螺母、螺栓或管道。进一步地,对所述模具中浆体的表面进行震平的步骤包括将倒入浆体的模具置于振动台上,进行高频震动,震动时间不小于1分钟,使模具中的浆体表面被震平。进一步地,所述水泥的质量分数为810~910kg/m3,所述硅微粉的质量分数为90~140kg/m3,所述硅微粉与所述水泥的质量比在10%~12%。进一步地,所述水与所述胶凝材料的质量比小于0.17。进一步地,所述骨料包括细骨料及粗骨料,所述细骨料为石英砂,所述粗骨料为鸡米石,所述石英砂的质量分数为550~600kg/m3,所述鸡米石的质量分数为1000kg/m3。进一步地,所述钢纤维的质量分数为20~150kg/m3,体积掺量小于1.8%,所述钢纤维的粒径小于0.5mm,长度小于15mm。进一步地,所述减水剂的质量分数为22.5kg/m3,体积掺量小于2%。进一步地,所述消泡剂的质量分数为1kg/m3。上述水泥基复合材料的制备方法制造的水泥基复合材料构件的立方体抗压强度高,大于大理石的抗压强度,养护条件温和,对环境污染小,不需进行额外加工,方便安装使用且成本低。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发明提供一种水泥基复合材料,强度大于大理石的强度。所述水泥基复合材料包括:胶凝材料、骨料、水、钢纤维、减水剂及消泡剂。其中,所述胶凝材料包括水泥及活性粉体,所述骨料包括细骨料及粗骨料。所述水泥选用强度高于42.5级的普通硅酸盐水泥,优选的,所述水泥为52.5级或62.5级水泥。所述水泥的粒径在3~30um。本实施例中,所述水泥为P.II型52.5级水泥。所述水泥的质量分数为810~910kg/m3。所述活性粉体为硅微粉,所述硅微粉的粒径在0.1~0.3um。所述硅微粉的质量分数为90~140kg/m3。在所述胶凝材料中,硅微粉与水泥的质量比在7%~15%,优选的,硅微粉与水泥的质量比在10%~12%,其中,质量比在10%时效果最好。水与所述胶凝材料的水胶比(质量比)在0.12~0.3,优选的,水与所述胶凝材料的质量比小于0.17。所述细骨料为石英砂(或河沙),所述石英砂的最大粒径小于1mm,平均粒径小于0.5mm,优选的,所述石英砂的粒径在0.1mm~0.5mm,二氧化硅含量≥97%。所述石英砂的质量分数为550~600kg/m3。所述粗骨料为鸡米石,所述鸡米石的最大粒径小于10mm,优选的,所述鸡米石的粒径在1mm~3mm。所述鸡米石可为两种不同粒径的鸡米石:1mm~3mm及3mm~5mm。所述鸡米石的质量分数为1000kg/m3。所述钢纤维的粒径小于0.5mm,长度小于15mm。在其他实施例中,所述钢纤维亦可更换为强度较高的塑料纤维或钢纤维与塑料纤维按比例混合使用。所述钢纤维的质量分数为20~150kg/m3,体积掺量小于1.8%。所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂、萘系高效减水剂等,减水率不低于30%。所述减水剂的质量分数为22.5kg/m3,体积掺量小于2%。所述消泡剂为聚醚等成份合成的消泡剂。所述消泡剂的质量分数为1kg/m3。本发明还提供一种上述水泥基复合材料的制备方法,步骤如下:步骤1:将各组分进行混合。具体地,按比例依次称取水泥、硅微粉、石英砂、鸡米石、钢纤维、减水剂及消泡剂,并加入水,倒入强制式搅拌机中进行快速搅拌,使其混合均匀,搅拌时间不小于1分钟。步骤2:放入模具。具体地,将搅拌好的浆体倒入待成型部件的模具中。可在模具中,放入螺母,螺栓,精密安装座或预制管道等。对于大型机械使用的材料,可以在模具中放入螺纹钢等钢材作为加强筋。步骤3:震平。具体地,将倒入浆体的模具置于振动台上,进行高频震动,震动时间不小于1分钟,使模具中的浆体表面被震平。步骤4:静置。具体地,将振平的模具静置、密封养护预定时间,优选的,静置时间为一天。步骤5:拆模及养护。具体地,一天后拆除模具,并采取标准养护方式进行养护:在室温条件下,喷水或在湿度>95%的条件下进行保养。下面通过实施例对本发明进一步详细说明。实施例1步骤1:将各组分进行混合。按水泥的质量分数为910kg/m3,硅微粉的质量分数为90kg/m3,石英砂的质量分数为550kg/m3,粒径在1~3mm的鸡米石的质量分数为1000kg/m3,钢纤维的质量分数为150kg/m3,水胶比为0.2,减水剂的质量分数为22.5kg/m3,消泡剂的质量分数为1kg/m3的比例依次称取水泥、硅微粉、石英砂、鸡米石、钢纤维、水、减水剂及消泡剂,倒入强制式搅拌机中进行快速搅拌,使其混合均匀,搅拌时间不小于1分钟。步骤2:放入模具。将搅拌好的浆体倒入待成型部件的模具中。步骤3:震平。将倒入浆体的模具置于振动台上,进行高频震动,震动时间不小于1分钟,使模具中的浆体表面被震平。步骤4:静置。将振平的模具静置、密封养护一天。步骤5:拆模及养护。一天后拆除模具,并采取标准养护方式进行养护:在室温条件下,喷水或在湿度>95%的条件下进行保养。实施例2步骤1:将各组分进行混合。按水泥的质量分数为850kg/m3,硅微粉的质量分数为110kg/m3,石英砂的质量分数为600kg/m3,粒径在1~3mm的鸡米石的质量分数为1000kg/m3,钢纤维的质量分数为20kg/m3,水胶比为0.14,减水剂的质量分数为22.5kg/m3,消泡剂的质量分数为1kg/m3的比例依次称取水泥、硅微粉、石英砂、鸡米石、钢纤维、水、减水剂及消泡剂,倒入强制式搅拌机中进行快速搅拌,使其混合均匀,搅拌时间不小于1分钟。步骤2:放入模具。将搅拌好的浆体倒入待成型部件的模具中,模具中放入16号螺纹钢80kg,钢丝网10kg做加强筋。步骤3:震平。将倒入浆体的模具置于振动台上,进行高频震动,震动时间不小于1分钟,使模具中的浆体表面被震平。步骤4:静置。将振平的模具静置、密封养护一天。步骤5:拆模及养护。一天后拆除模具,并采取标准养护方式进行养护:在室温条件下,喷水或在湿度>95%的条件下进行保养。实施例3步骤1:将各组分进行混合。按水泥的质量分数为910kg/m3,硅微粉的质量分数为90kg/m3,石英砂的质量分数为550kg/m3,粒径在1~3mm的鸡米石的质量分数为700kg/m3,粒径在3~5mm的鸡米石的质量分数为300kg/m3,钢纤维的质量分数为150kg/m3,水胶比为0.18,减水剂的质量分数为22.5kg/m3,消泡剂的质量分数为1kg/m3的比例依次称取水泥、硅微粉、石英砂、鸡米石、钢纤维、水、减水剂及消泡剂,倒入强制式搅拌机中进行快速搅拌,使其混合均匀,搅拌时间不小于1分钟。步骤2:放入模具。将搅拌好的浆体倒入待成型部件的模具中。步骤3:震平。将倒入浆体的模具置于振动台上,进行高频震动,震动时间不小于1分钟,使模具中的浆体表面被震平。步骤4:静置。将振平的模具静置、密封养护一天。步骤5:拆模及养护。一天后拆除模具,并采取标准养护方式进行养护:在室温条件下,喷水或在湿度>95%的条件下进行保养。实施例4步骤1:将各组分进行混合。按水泥的质量分数为850kg/m3,硅微粉的质量分数为110kg/m3,石英砂的质量分数为600kg/m3,粒径在1~3mm的鸡米石的质量分数为300kg/m3,粒径在3~5mm的鸡米石的质量分数为700kg/m3,钢纤维的质量分数为20kg/m3,水胶比为0.18,减水剂的质量分数为22.5kg/m3,消泡剂的质量分数为1kg/m3的比例依次称取水泥、硅微粉、石英砂、鸡米石、钢纤维、水、减水剂及消泡剂,倒入强制式搅拌机中进行快速搅拌,使其混合均匀,搅拌时间不小于1分钟。步骤2:放入模具。将搅拌好的浆体倒入待成型部件的模具中,模具中放入16号螺纹钢80kg,钢丝网10kg做加强筋。步骤3:震平。将倒入浆体的模具置于振动台上,进行高频震动,震动时间不小于1分钟,使模具中的浆体表面被震平。步骤4:静置。将振平的模具静置、密封养护一天。步骤5:拆模及养护。一天后拆除模具,并采取标准养护方式进行养护:在室温条件下,喷水或在湿度>95%的条件下进行保养。使用实施例1~4所制得的水泥基复合材料进行抗压强度及抗折强度对比。测试结果参见下表:抗压强度/MPa抗折强度/MPa实施例114540实施例2195200实施例314332实施例4180200本发明制得的水泥基复合材料在1周后即可使用,相较于传统混凝土部件养护周期短(2周以上),养护条件温和,成本低,对环境污染小,并且其立方体抗压强度均在140MPa以上,大于大理石的抗压强度(100MPa~120MPa),且加入螺纹钢等进行加强后,抗压强度及抗折强度均明显提高。本发明还提供一种通过上述水泥基复合材料的制备方法制造的设备的安装板、底柜、立柱等的水泥基复合材料支撑构件,其具有强度高,精度高,环境污染小,成本低,并且可以根据需要将多个水泥基复合材料支撑构件采用不同的配比进行制作,如采用实施例3及实施例4中的配比制作的水泥基复合材料支撑构件,使得在设备使用过程中由于支撑构件鸡米石的组分比不同,其机械振动波传导率不同,共振频率不同,从而有效地防止共振,达到吸收振动的效果,从而提高设备运行的精度。本发明制得的水泥基复合材料支撑构件表面精度高,可根据实际需要,在成型模具中加入螺栓,螺母,精密安装座或者预制管道等,不需进行额外加工,方便安装及使用。另外,本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化,当然,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围。当前第1页1 2 3 
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