本发明属于复合材料
技术领域：
，特别涉及一种水泥基复合材料及其制备方法。
背景技术：
：水泥基复合材料主要指的是以硅酸盐水泥为基体，以耐碱玻璃纤维、通用合成纤维、各种陶瓷纤维、碳和芳纶等高性能纤维、金属丝以及天然植物纤维和矿物纤维为增强体，加入填料、化学助剂和水经复合工艺构成的复合材料。由于水泥具有高抗压强度、低廉的价格、使用方便、耐久性良好等优点，故水泥是目前地球上使用最广泛、最大宗的结构材料，但其脆性是制约水泥无限应用的致命弱点，如何通过复合改性提高水泥的韧性成为水泥基复合材料研究的重要方向之一。在一定程度上硬度（抗压强度）与韧性（抗拉强度）是一对矛盾体，某一方的增强将必然导致另一方的减弱，所以水泥拥有较好的抗压强度的同时有着较差的抗拉的强度。目前现有技术中，研究者们通常采用加入单一的聚丙烯纤维或乙烯醇纤维以提高水泥基复合材料的抗裂性能；也有的加入钢纤维以提高复合材料的抗裂防渗性能；然而，这些纤维的加入虽然在一定程度上改善了材料的抗裂性能，但是却导致了材料的韧性、抗拉强度和耐冲击性等性能的下降，给水泥基材料的使用带来问题。技术实现要素：针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种水泥基复合材料及其制备方法，在水泥基复合材料制备过程中出了加入聚丙烯纤维外，一并加入异丙醇胺、吡啶甲酸镁、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯等物质，通过这些物质之间作用同步提高水泥基复合材料的抗裂、韧性、抗拉强度等性能。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种水泥基复合材料，包含如下重量组份的各物质：普通硅酸盐水泥50-65份、尾砂10-20份、水60-80份、粉煤灰30-40份、异丙醇胺4-8份、聚丙烯纤维5-9份、3-吡啶甲酸镁1-3份、碳酸钙镁石2-5份、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯8-13份、氧化石油烃蜡钙盐6-10份、溴棕三甲铵3-6份、乙炔环己醇10-14份。优选的，所述普通硅酸盐水泥55-60份、尾砂12-16份、水70-80份、粉煤灰32-36份、异丙醇胺5-7份、聚丙烯纤维6-8份、3-吡啶甲酸镁1-2份、碳酸钙镁石3-5份、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯9-12份、氧化石油烃蜡钙盐7-9份、溴棕三甲铵3-5份、乙炔环己醇11-13份。优选的，所述普通硅酸盐水泥58份、尾砂14份、水75份、粉煤灰34份、异丙醇胺6份、聚丙烯纤维7份、3-吡啶甲酸镁1.5份、碳酸钙镁石4份、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯11份、氧化石油烃蜡钙盐8份、溴棕三甲铵4份、乙炔环己醇12份。一种水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1：将壬二酸-1,2-丙二醇聚酯8-13份、氧化石油烃蜡钙盐6-10份和溴棕三甲铵3-6份混合，在温度60-70℃下搅拌反应15-25min，得溶液A；S2：将异丙醇胺4-8份、聚丙烯纤维5-9份、3-吡啶甲酸镁1-3份、碳酸钙镁石2-5份和乙炔环己醇10-14份在温度40-50℃下搅拌反应10-20min，得溶液B；S3：将普通硅酸盐水泥50-65份、尾砂10-20份、水60-80份、粉煤灰30-40份、步骤S1中所得溶液A、步骤S2中所得溶液B混合，在温度70-80℃下搅拌反应1-2h，冷却后即可得到所述水泥基复合材料。优选的，步骤S1中所述温度为65℃，搅拌速率500r/min，反应20min。优选的，步骤S2中温度为46℃，以速率800r/min搅拌反应16min。优选的，步骤S3中温度为75℃，以速率1200r/min搅拌反应1.5h。本发明与现有技术相比，其有益效果为：本发明所述水泥基复合材料的制备方法，将传统增强材料聚丙烯纤维与异丙醇胺、3-吡啶甲酸镁、碳酸钙镁石、乙炔环己醇混合，并与壬二酸-1,2-丙二醇聚酯、氧化石油烃蜡钙盐、溴棕三甲铵的三者混合液、现有水泥基制备常规材料制备得到新型水泥基复合材料，避免了传统只将聚丙烯纤维单一加入时带来的材料韧性、抗冲击性能大幅度下降的不足；该新型复合材料得抗拉强度为60-80MPa，弹性模量为100-120GPa，抗压强度为200-240MPa；同时该工艺制备过程中将粉煤灰加以利用，变废为宝，节省了能源。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例1S1：将壬二酸-1,2-丙二醇聚酯8份、氧化石油烃蜡钙盐6份和溴棕三甲铵3份混合，在温度60℃下，以速率500r/min搅拌反应15min，得溶液A；S2：将异丙醇胺4份、聚丙烯纤维5份、3-吡啶甲酸镁1份、碳酸钙镁石2份和乙炔环己醇10份在温度40℃下以速率800r/min搅拌反应10min，得溶液B；S3：将普通硅酸盐水泥50份、尾砂10份、水60份、粉煤灰30份、步骤S1中所得溶液A、步骤S2中所得溶液B混合，在温度70℃下，以速率1200r/min搅拌反应1h，冷却后即可得到所述水泥基复合材料。对比例1将聚丙烯纤维5份、普通硅酸盐水泥50份、尾砂10份、水60份和粉煤灰30份混合，在温度70℃下，以速率1200r/min搅拌反应1h，冷却后即可得到水泥基复合材料。实施例2S1：将壬二酸-1,2-丙二醇聚酯13份、氧化石油烃蜡钙盐10份和溴棕三甲铵6份混合，在温度70℃下，以速率500r/min搅拌反应25min，得溶液A；S2：将异丙醇胺8份、聚丙烯纤维9份、3-吡啶甲酸镁3份、碳酸钙镁石5份和乙炔环己醇14份在温度50℃下以速率800r/min搅拌反应20min，得溶液B；S3：将普通硅酸盐水泥65份、尾砂20份、水80份、粉煤灰40份、步骤S1中所得溶液A、步骤S2中所得溶液B混合，在温度80℃下，以速率1200r/min搅拌反应2h，冷却后即可得到所述水泥基复合材料。实施例2将聚丙烯纤维9份、普通硅酸盐水泥65份、尾砂20份、水80份、粉煤灰40份混合，在温度80℃下，以速率1200r/min搅拌反应2h，冷却后即可得到水泥基复合材料。实施例3S1：将壬二酸-1,2-丙二醇聚酯9份、氧化石油烃蜡钙盐7份和溴棕三甲铵3份混合，在温度60℃下，以速率500r/min搅拌反应15min，得溶液A；S2：将异丙醇胺5份、聚丙烯纤维6份、3-吡啶甲酸镁1份、碳酸钙镁石5份和乙炔环己醇13份在温度40℃下以速率800r/min搅拌反应10min，得溶液B；S3：将普通硅酸盐水泥55份、尾砂12份、水70份、粉煤灰32份、步骤S1中所得溶液A、步骤S2中所得溶液B混合，在温度70℃下，以速率1200r/min搅拌反应1h，冷却后即可得到所述水泥基复合材料。实施例4S1：将壬二酸-1,2-丙二醇聚酯12份、氧化石油烃蜡钙盐9份和溴棕三甲铵5份混合，在温度70℃下，以速率500r/min搅拌反应25min，得溶液A；S2：将异丙醇胺7份、聚丙烯纤维8份、3-吡啶甲酸镁2份、碳酸钙镁石3份和乙炔环己醇11份在温度50℃下以速率800r/min搅拌反应20min，得溶液B；S3：将普通硅酸盐水泥60份、尾砂16份、水80份、粉煤灰36份、步骤S1中所得溶液A、步骤S2中所得溶液B混合，在温度80℃下，以速率1200r/min搅拌反应2h，冷却后即可得到所述水泥基复合材料。实施例5S1：将壬二酸-1,2-丙二醇聚酯11份、氧化石油烃蜡钙盐8份和溴棕三甲铵4份混合，在温度65℃下，以速率500r/min搅拌反应20min，得溶液A；S2：将异丙醇胺6份、聚丙烯纤维7份、3-吡啶甲酸镁1.5份、碳酸钙镁石4份和乙炔环己醇12份在温度46℃下以速率800r/min搅拌反应16min，得溶液B；S3：将普通硅酸盐水泥58份、尾砂14份、水75份、粉煤灰34份、步骤S1中所得溶液A、步骤S2中所得溶液B混合，在温度75℃下，以速率1200r/min搅拌反应1.5h，冷却后即可得到所述水泥基复合材料。将以上各个实施例和对比例得到的水泥基复合材料性能测试，结果如下表：试验抗拉强度（MPa）弹性模量（GPa）抗压强度（MPa）实施例160100200对比例12145180实施例265.7105207对比例22542176实施例372.4110210实施例475.6115220实施例580120240本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3