本發(fā)明屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種水泥基復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：水泥基復(fù)合材料主要指的是以硅酸鹽水泥為基體，以耐堿玻璃纖維、通用合成纖維、各種陶瓷纖維、碳和芳綸等高性能纖維、金屬絲以及天然植物纖維和礦物纖維為增強(qiáng)體，加入填料、化學(xué)助劑和水經(jīng)復(fù)合工藝構(gòu)成的復(fù)合材料。由于水泥具有高抗壓強(qiáng)度、低廉的價格、使用方便、耐久性良好等優(yōu)點，故水泥是目前地球上使用最廣泛、最大宗的結(jié)構(gòu)材料，但其脆性是制約水泥無限應(yīng)用的致命弱點，如何通過復(fù)合改性提高水泥的韌性成為水泥基復(fù)合材料研究的重要方向之一。在一定程度上硬度（抗壓強(qiáng)度）與韌性（抗拉強(qiáng)度）是一對矛盾體，某一方的增強(qiáng)將必然導(dǎo)致另一方的減弱，所以水泥擁有較好的抗壓強(qiáng)度的同時有著較差的抗拉的強(qiáng)度。目前現(xiàn)有技術(shù)中，研究者們通常采用加入單一的聚丙烯纖維或乙烯醇纖維以提高水泥基復(fù)合材料的抗裂性能；也有的加入鋼纖維以提高復(fù)合材料的抗裂防滲性能；然而，這些纖維的加入雖然在一定程度上改善了材料的抗裂性能，但是卻導(dǎo)致了材料的韌性、抗拉強(qiáng)度和耐沖擊性等性能的下降，給水泥基材料的使用帶來問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種水泥基復(fù)合材料及其制備方法，在水泥基復(fù)合材料制備過程中出了加入聚丙烯纖維外，一并加入異丙醇胺、吡啶甲酸鎂、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯等物質(zhì)，通過這些物質(zhì)之間作用同步提高水泥基復(fù)合材料的抗裂、韌性、抗拉強(qiáng)度等性能。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種水泥基復(fù)合材料，包含如下重量組份的各物質(zhì)：普通硅酸鹽水泥50-65份、尾砂10-20份、水60-80份、粉煤灰30-40份、異丙醇胺4-8份、聚丙烯纖維5-9份、3-吡啶甲酸鎂1-3份、碳酸鈣鎂石2-5份、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯8-13份、氧化石油烴蠟鈣鹽6-10份、溴棕三甲銨3-6份、乙炔環(huán)己醇10-14份。優(yōu)選的，所述普通硅酸鹽水泥55-60份、尾砂12-16份、水70-80份、粉煤灰32-36份、異丙醇胺5-7份、聚丙烯纖維6-8份、3-吡啶甲酸鎂1-2份、碳酸鈣鎂石3-5份、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯9-12份、氧化石油烴蠟鈣鹽7-9份、溴棕三甲銨3-5份、乙炔環(huán)己醇11-13份。優(yōu)選的，所述普通硅酸鹽水泥58份、尾砂14份、水75份、粉煤灰34份、異丙醇胺6份、聚丙烯纖維7份、3-吡啶甲酸鎂1.5份、碳酸鈣鎂石4份、壬二酸-1,2-丙二醇聚酯11份、氧化石油烴蠟鈣鹽8份、溴棕三甲銨4份、乙炔環(huán)己醇12份。一種水泥基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：S1：將壬二酸-1,2-丙二醇聚酯8-13份、氧化石油烴蠟鈣鹽6-10份和溴棕三甲銨3-6份混合，在溫度60-70℃下攪拌反應(yīng)15-25min，得溶液A；S2：將異丙醇胺4-8份、聚丙烯纖維5-9份、3-吡啶甲酸鎂1-3份、碳酸鈣鎂石2-5份和乙炔環(huán)己醇10-14份在溫度40-50℃下攪拌反應(yīng)10-20min，得溶液B；S3：將普通硅酸鹽水泥50-65份、尾砂10-20份、水60-80份、粉煤灰30-40份、步驟S1中所得溶液A、步驟S2中所得溶液B混合，在溫度70-80℃下攪拌反應(yīng)1-2h，冷卻后即可得到所述水泥基復(fù)合材料。優(yōu)選的，步驟S1中所述溫度為65℃，攪拌速率500r/min，反應(yīng)20min。優(yōu)選的，步驟S2中溫度為46℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)16min。優(yōu)選的，步驟S3中溫度為75℃，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)1.5h。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：本發(fā)明所述水泥基復(fù)合材料的制備方法，將傳統(tǒng)增強(qiáng)材料聚丙烯纖維與異丙醇胺、3-吡啶甲酸鎂、碳酸鈣鎂石、乙炔環(huán)己醇混合，并與壬二酸-1,2-丙二醇聚酯、氧化石油烴蠟鈣鹽、溴棕三甲銨的三者混合液、現(xiàn)有水泥基制備常規(guī)材料制備得到新型水泥基復(fù)合材料，避免了傳統(tǒng)只將聚丙烯纖維單一加入時帶來的材料韌性、抗沖擊性能大幅度下降的不足；該新型復(fù)合材料得抗拉強(qiáng)度為60-80MPa，彈性模量為100-120GPa，抗壓強(qiáng)度為200-240MPa；同時該工藝制備過程中將粉煤灰加以利用，變廢為寶，節(jié)省了能源。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例1S1：將壬二酸-1,2-丙二醇聚酯8份、氧化石油烴蠟鈣鹽6份和溴棕三甲銨3份混合，在溫度60℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)15min，得溶液A；S2：將異丙醇胺4份、聚丙烯纖維5份、3-吡啶甲酸鎂1份、碳酸鈣鎂石2份和乙炔環(huán)己醇10份在溫度40℃下以速率800r/min攪拌反應(yīng)10min，得溶液B；S3：將普通硅酸鹽水泥50份、尾砂10份、水60份、粉煤灰30份、步驟S1中所得溶液A、步驟S2中所得溶液B混合，在溫度70℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)1h，冷卻后即可得到所述水泥基復(fù)合材料。對比例1將聚丙烯纖維5份、普通硅酸鹽水泥50份、尾砂10份、水60份和粉煤灰30份混合，在溫度70℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)1h，冷卻后即可得到水泥基復(fù)合材料。實施例2S1：將壬二酸-1,2-丙二醇聚酯13份、氧化石油烴蠟鈣鹽10份和溴棕三甲銨6份混合，在溫度70℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)25min，得溶液A；S2：將異丙醇胺8份、聚丙烯纖維9份、3-吡啶甲酸鎂3份、碳酸鈣鎂石5份和乙炔環(huán)己醇14份在溫度50℃下以速率800r/min攪拌反應(yīng)20min，得溶液B；S3：將普通硅酸鹽水泥65份、尾砂20份、水80份、粉煤灰40份、步驟S1中所得溶液A、步驟S2中所得溶液B混合，在溫度80℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2h，冷卻后即可得到所述水泥基復(fù)合材料。實施例2將聚丙烯纖維9份、普通硅酸鹽水泥65份、尾砂20份、水80份、粉煤灰40份混合，在溫度80℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2h，冷卻后即可得到水泥基復(fù)合材料。實施例3S1：將壬二酸-1,2-丙二醇聚酯9份、氧化石油烴蠟鈣鹽7份和溴棕三甲銨3份混合，在溫度60℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)15min，得溶液A；S2：將異丙醇胺5份、聚丙烯纖維6份、3-吡啶甲酸鎂1份、碳酸鈣鎂石5份和乙炔環(huán)己醇13份在溫度40℃下以速率800r/min攪拌反應(yīng)10min，得溶液B；S3：將普通硅酸鹽水泥55份、尾砂12份、水70份、粉煤灰32份、步驟S1中所得溶液A、步驟S2中所得溶液B混合，在溫度70℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)1h，冷卻后即可得到所述水泥基復(fù)合材料。實施例4S1：將壬二酸-1,2-丙二醇聚酯12份、氧化石油烴蠟鈣鹽9份和溴棕三甲銨5份混合，在溫度70℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)25min，得溶液A；S2：將異丙醇胺7份、聚丙烯纖維8份、3-吡啶甲酸鎂2份、碳酸鈣鎂石3份和乙炔環(huán)己醇11份在溫度50℃下以速率800r/min攪拌反應(yīng)20min，得溶液B；S3：將普通硅酸鹽水泥60份、尾砂16份、水80份、粉煤灰36份、步驟S1中所得溶液A、步驟S2中所得溶液B混合，在溫度80℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2h，冷卻后即可得到所述水泥基復(fù)合材料。實施例5S1：將壬二酸-1,2-丙二醇聚酯11份、氧化石油烴蠟鈣鹽8份和溴棕三甲銨4份混合，在溫度65℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)20min，得溶液A；S2：將異丙醇胺6份、聚丙烯纖維7份、3-吡啶甲酸鎂1.5份、碳酸鈣鎂石4份和乙炔環(huán)己醇12份在溫度46℃下以速率800r/min攪拌反應(yīng)16min，得溶液B；S3：將普通硅酸鹽水泥58份、尾砂14份、水75份、粉煤灰34份、步驟S1中所得溶液A、步驟S2中所得溶液B混合，在溫度75℃下，以速率1200r/min攪拌反應(yīng)1.5h，冷卻后即可得到所述水泥基復(fù)合材料。將以上各個實施例和對比例得到的水泥基復(fù)合材料性能測試，結(jié)果如下表：試驗抗拉強(qiáng)度（MPa）彈性模量（GPa）抗壓強(qiáng)度（MPa）實施例160100200對比例12145180實施例265.7105207對比例22542176實施例372.4110210實施例475.6115220實施例580120240本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3