一种高防裂耐磨水泥及其制备方法与流程

本发明属于水泥，具体地，涉及一种高防裂耐磨水泥及其制备方法。

背景技术：

1、水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是应用性最为广泛的一种无机胶凝材料，传统生产方法以石灰石、粘土为主要原料，根据熟料化学组成配以适当的铁质材料，经粉磨、煅烧成熟料，再配以适当掺合料粉磨成不同标号的水泥，“两磨一烧”是传统水泥生产标致，因此，水泥生产属于高能耗、高污染行业，亦是过剩产业。目前应用最广的为通用硅酸盐水泥，通用硅酸盐水泥的缺点如下：引起的水化热大，抗硫酸盐腐蚀性差，抗渗性差，密实度低等，为了提高水泥的抗开裂性能，目前会向水泥中加入无机纤维，但是未经处理的纤维表面光滑且表面能较低，与水泥基体的界面粘结力弱，界面滑移阻力较小，在外力作用下，纤维与基体容易发生脱离，从而弱化了纤维改性水泥基材料的效果。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种高防裂耐磨水泥及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高防裂耐磨水泥，包括如下重量份原料：55-75份煤矸石水泥熟料，5-10份硫酸铝渣，10-15份掺合料，0.05-0.15份助磨剂；

4、所述掺合料包括如下步骤制成：

5、步骤s1、将氧化玄武岩纤维置于质量分数3.5％kh550水溶液中，升温至75℃，浸泡2h，之后冷却至室温，抽滤后用无水乙醇洗涤三次，置于75℃干燥箱中烘干，之后转移至无水乙醇中，加入十六烷基三甲基溴化铵，匀速搅拌15min后滴加质量分数10％氨水，超声分散30-45min，之后滴加正硅酸乙酯，升温至45℃，保温并匀速搅拌12h，过滤，用甲醇洗涤三次，75℃下干燥12h，制得初改性玄武岩纤维；

6、步骤s1中kh550作为硅烷偶联剂，十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂，氨水作为催化剂，以正硅酸乙酯作为原料，氧化玄武岩纤维作为载体，在氧化玄武岩纤维表面生成纳米二氧化硅；

7、步骤s2、将初改性玄武岩纤维和二茂铁混合均匀，之后倒入坩埚中，转移至微波炉内，微波辐射15s，冷却至室温，制得改性玄武岩纤维；

8、步骤s2中通过微波辐射在初改性玄武岩纤维表面生成碳纳米管，制备出改性玄武岩纤维，一方面通过生成的纳米二氧化硅和碳纳米管能够增加玄武岩纤维本身的粗糙度，提高其与水泥基体的界面粘结力，而且改性玄武岩纤维表面的纳米二氧化硅与水泥中的ca(oh)2发生二次反应，使ch晶粒细化，数量减少，结构更加致密，且纤维表面的多壁碳纳米管与水泥浆体桥联、搭接形成网络结构，使其与水泥基界面粘结强度更高，提高水泥强度，提高耐磨性能。

9、步骤s3、按重量份计，将10-15份钢渣粉、1-1.2份粉煤灰、5-10份改性玄武岩纤维混合均匀，研磨2h，制得掺合料。

10、进一步地，所述氧化玄武岩纤维包括如下步骤制成：

11、步骤s11、将玄武岩纤维在250℃下加热2h，之后冷却至室温，置于丙酮中浸泡2h，取出，用去离子水洗涤三次，晾干，制得预处理后的玄武岩纤维；

12、步骤s12、将预处理后的玄武岩纤维浸入质量分数67％硝酸中，升温至85℃，保温反应2h，反应结束后冷却至室温，取出，用去离子水浸泡5min，抽滤，用无水乙醇冲洗3次，之后在70℃下干燥4h，制得氧化玄武岩纤维，控制预处理后的玄武岩纤维和硝酸的用量比为5-10mg∶20-30ml。

13、进一步地，步骤s1中控制氧化玄武岩纤维、kh550水溶液、氨水、正硅酸乙酯和无水乙醇的用量比3-5mg∶10-15ml∶0.1-0.2ml∶10-15ml∶100ml，十六烷基三甲基溴化铵的用量为氧化玄武岩纤维重量的1-1.2％。

14、进一步地，步骤s2中控制初改性玄武岩纤维和二茂铁的重量比为10-15∶0.8-1.2。

15、进一步地，所述助磨剂包括如下重量份原料：10-15份乙二醇，10-15份丙二醇，5-10份稻壳灰。

16、一种高防裂耐磨水泥的制备方法，包括如下步骤：将煤矸石水泥熟料、硫酸铝渣、掺合料和助磨剂混合均匀，制得高防裂耐磨水泥。

17、本发明的有益效果：

18、本发明制备出一种高防裂耐磨水泥，配方中引入了掺合料和助磨剂，其中助磨剂由乙二醇、丙二醇和稻壳灰制成，稻壳灰可随乙二醇和丙二醇共同吸附在水泥颗粒的表面，进一步提高助磨剂的助磨效果，本发明还制备出一种掺合料，引入了改性玄武岩纤维，通过玄武岩纤维本身为水泥提供抗开裂性能，而且通过微波辐射在初改性玄武岩纤维表面生成碳纳米管，制备出改性玄武岩纤维，一方面通过生成的纳米二氧化硅和碳纳米管能够增加玄武岩纤维本身的粗糙度，提高其与水泥基体的界面粘结力，而且改性玄武岩纤维表面的纳米二氧化硅与水泥中的ca(oh)2发生二次反应，使ch晶粒细化，数量减少，结构更加致密，且纤维表面的多壁碳纳米管与水泥浆体桥联、搭接形成网络结构，使其与水泥基界面粘结强度更高，提高水泥强度，提高耐磨性能。

技术特征：

1.一种高防裂耐磨水泥，其特征在于，包括如下重量份原料：55-75份煤矸石水泥熟料，5-10份硫酸铝渣，10-15份掺合料，0.05-0.15份助磨剂；

2.根据权利要求1所述的一种高防裂耐磨水泥，其特征在于，所述氧化玄武岩纤维包括如下步骤制成：

3.根据权利要求1所述的一种高防裂耐磨水泥，其特征在于，步骤s1中控制氧化玄武岩纤维、kh550水溶液、氨水、正硅酸乙酯和无水乙醇的用量比3-5mg∶10-15ml∶0.1-0.2ml∶10-15ml∶100ml，十六烷基三甲基溴化铵的用量为氧化玄武岩纤维重量的1-1.2％。

4.根据权利要求1所述的一种高防裂耐磨水泥，其特征在于，步骤s2中控制初改性玄武岩纤维和二茂铁的重量比为10-15∶0.8-1.2。

5.根据权利要求1所述的一种高防裂耐磨水泥，其特征在于，所述助磨剂包括如下重量份原料：10-15份乙二醇，10-15份丙二醇，5-10份稻壳灰。

6.根据权利要求1所述的一种高防裂耐磨水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将煤矸石水泥熟料、硫酸铝渣、掺合料和助磨剂混合均匀，制得高防裂耐磨水泥。

技术总结
本发明公开了一种高防裂耐磨水泥及其制备方法，包括如下重量份原料：55‑75份煤矸石水泥熟料，5‑10份硫酸铝渣，10‑15份掺合料，0.05‑0.15份助磨剂；该高防裂耐磨水泥包括如下步骤制成：将煤矸石水泥熟料、硫酸铝渣、掺合料和助磨剂混合均匀，制得高防裂耐磨水泥；配方中引入了掺合料和助磨剂，其中助磨剂由乙二醇、丙二醇和稻壳灰制成，稻壳灰可随乙二醇和丙二醇共同吸附在水泥颗粒的表面，进一步提高助磨剂的助磨效果，本发明还制备出一种掺合料，引入了改性玄武岩纤维，通过玄武岩纤维本身为水泥提供抗开裂性能。

技术研发人员：黄建国,屠金昌,盛月强
受保护的技术使用者：浙江新都水泥有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13