一种火山岩结构复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说，是涉及一种火山岩结构复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002 ]火山岩又称喷出岩，属于岩楽岩(火成岩)的一类，是火山作用时喷出的岩楽冷凝、成岩、压实等作用形成的岩石，其表面结构示意图如图1所示。火山岩为多孔材料，具有较好的隔热吸音效果。目前，将火山岩进行切割等机械加工后制成的火山岩材料，在建筑材料领域越来越受到人们广泛的关注。
[0003]火山岩材料具有以下性能:(I)装饰性好:火山岩富有色彩，质感强烈，装饰性好；
(2)保温、隔热、吸音:火山岩为多孔结构，具有一定保温、隔热、吸音作用；(3)防水:将火山岩浸泡水中无异常变化，防水性极佳；(4)防火:火山岩在高温条件下不生烟、不脱落、不燃烧，不产生有害有毒气体；(5)耐侯性好:火山岩特殊的接桥结构，可防止因紫外线而引发的劣化，具有抗腐蚀、耐酸碱、抗晒、无放射性等特点；(6)耐污性好:火山岩表面非平面，不易被污染且易于清洗；(7)耐霉变性好:火山岩在潮湿环境中能抑制霉菌和藻类繁殖生长，不易长霉。
[0004]但是，火山岩作为特殊材料，资源十分有限，且火山岩的开发受地域的限制，同时开采也严重破坏环境;同时，火山岩材料作为一种天然材料，其强度不高。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种火山岩结构复合材料及其制备方法，本发明提供的火山岩结构复合材料具有火山岩结构特性且强度高。
[0006]本发明提供了一种火山岩结构复合材料，由包括以下组分的物料制成:
[0007]无机胶凝材料100重量份；
[0008]纤维增强体0.01重量份?0.5重量份；
[0009]填料I重量份?150重量份；
[0010]稳泡增强剂2重量份?8重量份；
[0011]水30重量份?60重量份；
[0012]发泡剂3重量份?10重量份。
[0013]优选的，所述无机胶凝材料包括水泥材料、石膏材料、氯氧镁材料、硫氧镁材料和人造石材料中的一种或多种。
[0014]优选的，所述纤维增强体包括聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或多种。
[0015]优选的，所述填料包括河沙、海沙、粉煤灰、矿渣、煤渣、石粉和尾矿砂中的一种或多种。
[0016]优选的，所述稳泡增强剂包括聚乙烯醇、羟乙基纤维素、三乙醇胺和聚丙烯酰胺。
[0017]优选的，所述发泡剂为双氧水;所述双氧水的质量浓度为27.5%?35 %。
[0018]本发明还一种上述技术方案所述的火山岩结构复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0019]a)将无机胶凝材料、纤维增强体、填料、稳泡增强剂和水进行混合，得到混合浆料；
[0020]b)将上述混合浆料与发泡剂混合后，进行养护，得到火山岩结构复合材料。
[0021 ]优选的，步骤a)中所述混合的方式为打聚；所述打楽的搅拌速度为120r/min?180r/min，时间为 10s ?300s。
?0022] 优选的，步骤b)中所述混合的方式为快速搅拌;所述快速搅拌的速度为400r/min?600r/min』$l]S5s?10s。
[0023]优选的，步骤b)中所述养护的温度为200C?30°C，时间为20天?30天。
[0024]本发明提供了一种火山岩结构复合材料及其制备方法，所述火山岩结构复合材料由包括以下组分的物料制成:无机胶凝材料100重量份;纤维增强体0.01重量份?0.5重量份;填料I重量份?150重量份;稳泡增强剂2重量份?8重量份;水30重量份?60重量份;发泡剂4重量份?10重量份。本发明提供的火山岩结构复合材料通过控制配方组成经养护工艺制备而成，其具有火山岩结构特性，有效解决了火山岩资源环境保护与建筑材料市场对火山岩材料需求之间的矛盾；同时，本发明提供的火山岩结构复合材料还具有较高的强度。实验结果表明，本发明提供的火山岩结构复合材料抗压强度为3.6MPa?6.0MPa。
【附图说明】
[0025]图1为天然火山岩材料的表面结构示意图；
[0026]图2为本发明实施例1得到的火山岩结构复合材料的表面结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]本发明提供了一种火山岩结构复合材料，由包括以下组分的物料制成:
[0029]无机胶凝材料100重量份；
[0030]纤维增强体0.01重量份?0.5重量份；
[0031 ] 填料I重量份?150重量份；
[0032]稳泡增强剂2重量份?8重量份；
[0033]水30重量份?60重量份；
[0034]发泡剂4重量份?10重量份。
[0035]在本发明中，所述无机胶凝材料优选包括水泥材料、石膏材料、氯氧镁材料、硫氧镁材料和人造石材料中的一种或多种，更优选为水泥材料和硫氧镁材料中的一种或两种，最优选为水泥材料。在本发明中，所述无机胶凝材料能够与其他物料混合后发生物理、化学作用，由浆体变成坚硬的固体并能胶结形成整体物质。本发明对所述无机胶凝材料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述水泥材料、石膏材料、氯氧镁材料、硫氧镁材料和人造石材料的市售商品即可。在本发明一个优选的实施例中，所述无机胶凝材料为水泥材料，所述水泥材料的细度满足以下条件:细度< 10%(80ym)，细度< 30% (45μπι);所述水泥材料的初凝时间2 45min，终凝时间< 600min。在本发明中，制备火山岩结构复合材料的物料包括100重量份的无机胶凝材料。
[0036]在本发明中，所述纤维增强体优选包括聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或多种，更优选为聚丙烯纤维。在本发明中，所述纤维增强体能够提高复合材料强度和抗裂性能。本发明对所述纤维增强体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维的市售商品即可。在本发明中，所述纤维增强体的长度优选为0.5cm?3cm，更优选为I cm?2cm;所述纤维增强体的直径优选为ΙΟμπι?ΙΟΟμπι，更优选为30μπι?50μπι;所述纤维增强体的抗拉强度优选为300MPa?300010^，更优选为500卩]\&1?1500MPa ο在本发明中，制备火山岩结构复合材料的物料包括0.0I重量份?0.5重量份的纤维增强体，优选为0.05重量份?0.3重量份，更优选为0.1重量份。
[0037]在本发明中，所述填料优选包括河沙、海沙、粉煤灰、矿渣、煤渣、石粉和尾矿砂中的一种或多种，更优选为河沙、海沙、粉煤灰、矿渣、石粉和尾矿砂中的两种。在本发明一个优选的实施例中，所述填料为粉煤灰和河沙，所述粉煤灰和河沙的质量比为1:5;在本发明另一个优选的实施例中，所述填料为粉煤灰和海沙，所述粉煤灰和海沙的质量比为2:3。在本发明中，所述填料不仅具有填充作用，还是形成火山岩结构的重要成分。本发明对所述填料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述河沙、海沙、粉煤灰、矿渣、煤渣、石粉和尾矿砂的市售商品即可。在本发明中，所述填料的粒径优选为80目?800目，更优选为300目?500目。在本发明中，制备火山岩结构复合材料的物料包括I重量份?150重量份的填料，优选为50重量份?90重量份，更优选为60重量份。
[0038]在本发明中，所述稳泡增强剂优选包括聚乙烯醇、羟乙基纤维素、三乙醇胺和聚丙烯酰胺。在本发明中，所述稳泡增强剂优选包括以下组分:聚乙烯醇水溶液35wt%?55wt% ;轻乙基纤维素水溶液35wt%?55wt% ;三乙醇胺]^1:%?5￥1:% ;聚丙稀酰胺Iwt%?1wt %，更优选为聚乙稀醇水溶液40wt %?50wt % ；轻乙基纤维素水溶液40wt %?50wt% ;三乙醇胺]^1:%?5￥1:% ;聚丙稀酰胺6wt% ?10wt%，最优选为聚乙烯醇水溶液45wt% ;羟乙基纤维素水溶液45wt% ;三乙醇胺2wt% ;聚丙烯酰胺8wt%。在本发明中，所述聚乙烯醇的平均分子量优选为20000?200000，更优选为110000?130000。在本发明中，所述羟乙基纤维素的平均分子量优选为30000?150000，更优选为50000?100000。在本发明中，所述聚丙烯酰胺的平均分子量优选为500万?1500万，更优选为800万?1000万。
[0039]在本发明中，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度优选为0.1 %?1 %，更优选为0.2 %。在本发明中，所述羟乙基纤维素水溶液的质量浓度优选为0.1 %?I %，更优选为0.2%。在本发明中，所述质量浓度即为本