本发明涉及一种复合材料，具体是一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料。
背景技术：
随着科技的发展和人们使用需求的增多，单一的材料已经越来越不能满足人们的使用需求，复合材料的种类越来越多。复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。
含沙高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲刷磨损和空蚀破坏，是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害。尤其是当流速较高且水流中又夹带着悬移质和推移质时，建筑物遭受的冲磨腐蚀就更为严重，危及水利工程的安全，因此提高建筑物的抗冲磨性能的复合材料具有广阔的用途。
现有的抗冲磨材料按胶凝材料主要分为有机胶凝类和无机胶凝类。有机胶凝类主要有高分子聚合物的聚合物胶结混凝土、呋喃混凝土、环氧树脂混凝土等。无机胶凝类主要有纤维混凝土、粉煤灰混凝土等，也有使用铸石板、条石、钢板等。
有机胶凝类抗冲磨材料虽然具有很高的抗冲磨能力，但容易老化开裂；无机胶凝类冲磨材料虽然具有很高的抗冲磨能力，但是抗腐蚀能力低；铸石板、条石、钢板等材料的抗冲击强度低，极易被击碎、折断，这都为人们的使用带来了困扰。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉7.5-9.6份、聚四氟乙烯48-56份、凹凸棒土52.5-57份、丙烯酸胶粉16.7-20.6份、羟丙基甲基纤维素11.3-14.2份、玻璃微珠20-23.5份、矿渣65-78份和玄武岩纤维18.6-22.3份。
作为本发明进一步的方案：玻璃微珠采用空心玻璃微珠，羟丙基甲基纤维素采用工业级羟丙基甲基纤维素。
作为本发明进一步的方案：玄武岩纤维的长度为1.6-3.3mm。
所述水工建筑用耐冲磨的无机复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将羟丙基甲基纤维素浸泡在质量分数为4-6％的氢氧化钠溶液中10-15分钟，取出并且用蒸馏水洗净，烘干，得到改性羟丙基甲基纤维素；
步骤二，将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠、矿渣和适量的水在球磨机中球磨并且过120-150目筛，在室温下密封陈化20-24小时，得到第一混合物；
步骤三，将聚四氟乙烯加热至熔融状态，边搅拌边向其中加入丙烯酸胶粉和玄武岩纤维，完全加入完毕后继续搅拌20-35分钟，然后在电场中保持30-50秒，得到第二混合物；
步骤四，将凹凸棒土、改性羟丙基甲基纤维素和第一混合物超声搅拌混合1.6-2.5小时，再向其中加入第二混合物和破乳剂并且高速搅拌均匀，得到半成品；
步骤五，将半成品冷压成型，然后热压烧结，烧结后在蒸汽釜中养护10-15小时，自然冷却至室温，即得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤二中球磨机的球料比为72-88:1,球磨温度为60-75摄氏度。
作为本发明进一步的方案：步骤三中电场强度为14-20v/m，电压为50-75v。
作为本发明进一步的方案：步骤五中冷压成型的压力为16.5-22.4mpa，热压烧结的温度为310-325摄氏度，蒸汽釜的温度为140-160摄氏度。
作为本发明进一步的方案：氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠和矿渣在球磨前在640-750摄氏度下煅烧4-6小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，通过将不同的原料采用不同的制备工艺，得到不同的产物，再将不同的产物混合，在各种产物的协同作用下，制备的成品具有良好的抗冲磨强度、抗冻性和抗氯离子侵蚀性，具有广阔的使用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉7.5份、聚四氟乙烯48份、凹凸棒土52.5份、丙烯酸胶粉16.7份、羟丙基甲基纤维素11.3份、玻璃微珠20份、矿渣65份和玄武岩纤维18.6份。玻璃微珠采用空心玻璃微珠，羟丙基甲基纤维素采用工业级羟丙基甲基纤维素。
所述水工建筑用耐冲磨的无机复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将羟丙基甲基纤维素浸泡在质量分数为4.5％的氢氧化钠溶液中12分钟，取出并且用蒸馏水洗净，烘干，得到改性羟丙基甲基纤维素；
步骤二，将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠、矿渣和适量的水在球磨机中球磨并且过128目筛，球磨机的球料比为79:1,球磨温度为68摄氏度，在室温下密封陈化22小时，得到第一混合物；
步骤三，将聚四氟乙烯加热至熔融状态，边搅拌边向其中加入丙烯酸胶粉和玄武岩纤维，完全加入完毕后继续搅拌28分钟，然后在电场中保持35秒，电场强度为18v/m，电压为65v，得到第二混合物；
步骤四，将凹凸棒土、改性羟丙基甲基纤维素和第一混合物超声搅拌混合2.2小时，再向其中加入第二混合物和破乳剂并且高速搅拌均匀，得到半成品；
步骤五，将半成品冷压成型，然后热压烧结，烧结后在蒸汽釜中养护12小时，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例2
一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉8.1份、聚四氟乙烯50.4份、凹凸棒土53.8份、丙烯酸胶粉17.5份、羟丙基甲基纤维素12.6份、玻璃微珠21.4份、矿渣68份和玄武岩纤维19.7份。玄武岩纤维的长度为2.2mm。
所述水工建筑用耐冲磨的无机复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将羟丙基甲基纤维素浸泡在质量分数为5.5％的氢氧化钠溶液中12分钟，取出并且用蒸馏水洗净，烘干，得到改性羟丙基甲基纤维素；
步骤二，将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠和矿渣在680摄氏度下煅烧5.4小时，再将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠、矿渣和适量的水在球磨机中球磨并且过130目筛，在室温下密封陈化22小时，得到第一混合物；
步骤三，将聚四氟乙烯加热至熔融状态，边搅拌边向其中加入丙烯酸胶粉和玄武岩纤维，完全加入完毕后继续搅拌28分钟，然后在电场中保持45秒，得到第二混合物；
步骤四，将凹凸棒土、改性羟丙基甲基纤维素和第一混合物超声搅拌混合1.8小时，再向其中加入第二混合物和破乳剂并且高速搅拌均匀，得到半成品；
步骤五，将半成品冷压成型，然后热压烧结，烧结后在蒸汽釜中养护13.5小时，冷压成型的压力为19.8mpa，热压烧结的温度为318摄氏度，蒸汽釜的温度为1550摄氏度，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例3
一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉9.3份、聚四氟乙烯53.8份、凹凸棒土55.4份、丙烯酸胶粉19.4份、羟丙基甲基纤维素13.6份、玻璃微珠22.8份、矿渣74.2份和玄武岩纤维21.8份。玻璃微珠采用空心玻璃微珠，羟丙基甲基纤维素采用工业级羟丙基甲基纤维素。玄武岩纤维的长度为1.78mm。
所述水工建筑用耐冲磨的无机复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将羟丙基甲基纤维素浸泡在质量分数为5.7％的氢氧化钠溶液中15分钟，取出并且用蒸馏水洗净，烘干，得到改性羟丙基甲基纤维素；
步骤二，将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠和矿渣在685摄氏度下煅烧5.5小时，再将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠、矿渣和适量的水在球磨机中球磨并且过140目筛，球磨机的球料比为84:1,球磨温度为72摄氏度，在室温下密封陈化22小时，得到第一混合物；
步骤三，将聚四氟乙烯加热至熔融状态，边搅拌边向其中加入丙烯酸胶粉和玄武岩纤维，完全加入完毕后继续搅拌33分钟，然后在电场中保持40秒，电场强度为17v/m，电压为66v，得到第二混合物；
步骤四，将凹凸棒土、改性羟丙基甲基纤维素和第一混合物超声搅拌混合2.4小时，再向其中加入第二混合物和破乳剂并且高速搅拌均匀，得到半成品；
步骤五，将半成品冷压成型，然后热压烧结，烧结后在蒸汽釜中养护13小时，冷压成型的压力为20.7mpa，热压烧结的温度为322摄氏度，蒸汽釜的温度为154摄氏度，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例4
一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉9.6份、聚四氟乙烯56份、凹凸棒土57份、丙烯酸胶粉20.6份、羟丙基甲基纤维素14.2份、玻璃微珠23.5份、矿渣78份和玄武岩纤维22.3份。玻璃微珠采用空心玻璃微珠，羟丙基甲基纤维素采用工业级羟丙基甲基纤维素。玄武岩纤维的长度为2.75mm。
所述水工建筑用耐冲磨的无机复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将羟丙基甲基纤维素浸泡在质量分数为6％的氢氧化钠溶液中15分钟，取出并且用蒸馏水洗净，烘干，得到改性羟丙基甲基纤维素；
步骤二，将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠、矿渣和适量的水在球磨机中球磨并且过130目筛，球磨机的球料比为84:1,球磨温度为74摄氏度，在室温下密封陈化21小时，得到第一混合物；
步骤三，将聚四氟乙烯加热至熔融状态，边搅拌边向其中加入丙烯酸胶粉和玄武岩纤维，完全加入完毕后继续搅拌28分钟，然后在电场中保持40秒，电场强度为18v/m，电压为70v，得到第二混合物；
步骤四，将凹凸棒土、改性羟丙基甲基纤维素和第一混合物超声搅拌混合2.3小时，再向其中加入第二混合物和破乳剂并且高速搅拌均匀，得到半成品；
步骤五，将半成品冷压成型，然后热压烧结，烧结后在蒸汽釜中养护14小时，冷压成型的压力为19.1mpa，热压烧结的温度为316摄氏度，蒸汽釜的温度为148摄氏度，自然冷却至室温，即得到成品。
对比例1
采用有机胶凝类材料作为对比例1。
对比例2
采用无机胶凝类材料作为对比例2。
将实施例1-4的产品和对比例1-2的产品进行性能测试，测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出，实施例1-4的产品在抗冲磨强度、抗冻性和抗氯离子侵蚀性上均优于对比例1-2的产品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。