CN104891907A - 一种快凝高强度水泥材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快凝高强度水泥材料，包括硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土、硅藻土和拌合剂，其中硫铝酸盐水泥35～55份、火山灰30～50份，偏高岭土5～20份，硅藻土5～15份，以重量份计；所述拌合剂包括减水剂和纤维，以硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土的重量总和为100份计，所述减水剂占比0.1～0.3份，纤维占比0.05～0.2份。本发明制得的快凝高强度水泥材料具有凝结速度快，初期强度好等优点，1天抗压强度≥40MPɑ，3天抗压强度≥55MP，7天抗压强度≥60MPɑ，适用于道路病害快速修补，建筑构件快速修补等，操作简单，有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种快凝高强度水泥材料，该水泥材料可应用于公路、建筑、水利等要求高强速凝的施工工程中，同时本发明还涉及一种快凝高强度水泥材料的制备方法。
背景技术
水泥是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更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥在公路、建筑、水利等多项施工工程中均需要大量使用。然而现有水泥材料在一些要求较高的施工场合往往不能较好地满足施工要求，如存在初期强度较低，凝结速度慢等问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种快凝高强度水泥材料及其制备方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种快凝高强度水泥材料，包括硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土、硅藻土和拌合剂，其中硫铝酸盐水泥35～55份、火山灰30～50份，偏高岭土5～20份，硅藻土5～15份，以重量份计；所述拌合剂包括减水剂和纤维，以硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土的重量总和为100份计，所述减水剂占比0.1～0.3份，纤维占比0.05～0.2份。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，所述纤维为短切丝玻璃纤维。
优选的，所述拌合剂还包括稳定剂，所述稳定剂占比为0.05～0.2份。
优选的，所述稳定剂为硬脂酸钙。
优选的，所述拌合剂还包括三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂与聚丙烯酸钠，其中三聚氰胺甲醛树脂占比为4～6份、酚醛树脂占比为3～5份、聚丙烯酸钠占比为0.5～1份。
上述快凝高强度水泥材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述重量份配比称取各原料，将硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物；
（2）将纤维打散蓬松，并与减水剂混合得到拌合剂；
（3）将拌合剂加入适量水中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续搅拌一段时间，得到快速高强度水泥材料。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明制得的快凝高强度水泥材料具有凝结速度快，初期强度好等优点，1天抗压强度≥40MPɑ，3天抗压强度≥55MP，7天抗压强度≥60MPɑ，适用于道路病害快速修补，建筑构件快速修补等，操作简单，有较好的经济效益和社会效益。
（2）本发明选用火山灰为主要矿物填料，火山灰资源丰富，开采容易，杂质少，矿物组成成分稳定，具有较好的加工性能，容易磨成微细粉，而且与其他材料的配伍性好，磨细后有较好的颗粒特征，提高了整体性能的耐久性，较适合作为快凝高强度水泥材料。本发明选取火山灰用于水泥材料，在保证快凝及高强度的同时，还降低了成本。
（3）本发明在拌合剂中加入一定重量份的三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂与聚丙烯酸钠，使得其与主体粉料能更好的协同配合，进一步增强了快凝高强度水泥材料的初期强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
称取硫铝酸盐水泥350g、火山灰500g、偏高岭土50g、硅藻土100g、聚羧酸减水剂1g和短切丝玻璃纤维1g。
将火山灰、偏高岭土和硅藻土分别粉碎至粒径为0.01μm～150μm，优选0.1μm～50μm。其中火山灰粉杂质的含量应小于2%，有机物含量应小于0.1%。
先将粉碎后的硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物。然后将5～10μm的短切丝玻璃纤维打散蓬松，并与聚羧酸减水剂混合得到拌合剂。将拌合剂加入适量水中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续慢速搅拌60秒，再高速搅拌30秒，既拌合完成，得到快速高强度水泥材料。
实施例2
称取硫铝酸盐水泥400g、火山灰400g、偏高岭土100g、硅藻土100g、聚羧酸减水剂2g和短切丝玻璃纤维2g。
将火山灰、偏高岭土和硅藻土分别粉碎至粒径为0.01μm～150μm，优选0.1μm～50μm。其中火山灰粉杂质的含量应小于2%，有机物含量应小于0.1%。
先将粉碎后的硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物。然后将5～10μm的短切丝玻璃纤维打散蓬松，并与聚羧酸减水剂混合得到拌合剂。将拌合剂加入20g水中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续慢速搅拌60秒，再高速搅拌30秒，既拌合完成，得到快速高强度水泥材料。
实施例3
称取硫铝酸盐水泥400g、火山灰500g、偏高岭土50g、硅藻土50g、聚羧酸减水剂3g、短切丝玻璃纤维1g和硬脂酸钙2g。
将火山灰、偏高岭土和硅藻土分别粉碎至粒径为0.01μm～150μm，优选0.1μm～50μm。其中火山灰粉杂质的含量应小于2%，有机物含量应小于0.1%。
先将粉碎后的硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物。然后将5～10μm的短切丝玻璃纤维打散蓬松，并与聚羧酸减水剂、硬脂酸钙混合得到拌合剂。将拌合剂加入适量水中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续慢速搅拌60秒，再高速搅拌30秒，既拌合完成，得到快速高强度水泥材料。
实施例4
称取硫铝酸盐水泥350g、火山灰450g、偏高岭土100g、硅藻土100g、聚羧酸减水剂3g、短切丝玻璃纤维2g、硬脂酸钙2g、三聚氰胺甲醛树脂40g、酚醛树脂30g、聚丙烯酸钠5g。
将火山灰、偏高岭土和硅藻土分别粉碎至粒径为0.01μm～150μm，优选0.1μm～50μm。其中火山灰粉杂质的含量应小于2%，有机物含量应小于0.1%。
先将粉碎后的硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物。然后将5～10μm的短切丝玻璃纤维打散蓬松，并与聚羧酸减水剂、硬脂酸钙、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和聚丙烯酸钠混合得到拌合剂。将拌合剂加入60g中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续慢速搅拌60秒，再高速搅拌30秒，既拌合完成，得到快速高强度水泥材料。
实施例5
称取硫铝酸盐水泥550g、火山灰300g、偏高岭土100g、硅藻土50g、聚羧酸减水剂3g、短切丝玻璃纤维2g、硬脂酸钙2g、三聚氰胺甲醛树脂50g、酚醛树脂40g、聚丙烯酸钠10g。
将火山灰、偏高岭土和硅藻土分别粉碎至粒径为0.01μm～150μm，优选0.1μm～50μm。其中火山灰粉杂质的含量应小于2%，有机物含量应小于0.1%。
先将粉碎后的硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物。然后将5～10μm的短切丝玻璃纤维打散蓬松，并与聚羧酸减水剂、硬脂酸钙、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和聚丙烯酸钠混合得到拌合剂。将拌合剂加入100g中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续慢速搅拌60秒，再高速搅拌30秒，既拌合完成，得到快速高强度水泥材料。
实施例6
称取硫铝酸盐水泥400g、火山灰400g、偏高岭土100g、硅藻土100g、聚羧酸减水剂2g、短切丝玻璃纤维1g、硬脂酸钙2g、三聚氰胺甲醛树脂50g、酚醛树脂40g、聚丙烯酸钠7g。
将火山灰、偏高岭土和硅藻土分别粉碎至粒径为0.01μm～150μm，优选0.1μm～50μm。其中火山灰粉杂质的含量应小于2%，有机物含量应小于0.1%。
先将粉碎后的硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物。然后将5～10μm的短切丝玻璃纤维打散蓬松，并与聚羧酸减水剂、硬脂酸钙、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和聚丙烯酸钠混合得到拌合剂。将拌合剂加入100g中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续慢速搅拌60秒，再高速搅拌30秒，既拌合完成，得到快速高强度水泥材料。
对实施例1-6所得快速高强度水泥材料进行初期强度测试，结果如下表1。
表1
从表1中可看出，本发明水泥材料具有凝结时间短，初期抗压强度高等优点，特别是拌合剂中添加三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂与聚丙烯酸钠后，水泥材料的初期抗压强度有了更为显著的增强。
Claims (7)
1.一种快凝高强度水泥材料，其特征在于，包括硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土、硅藻土和拌合剂，其中硫铝酸盐水泥35～55份、火山灰30～50份，偏高岭土5～20份，硅藻土5～15份，以重量份计；所述拌合剂包括减水剂和纤维，以硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土的重量总和为100份计，所述减水剂占比0.1～0.3份，纤维占比0.05～0.2份。
2. 根据权利要求1所述的一种快凝高强度水泥材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
3. 根据权利要求1所述的一种快凝高强度水泥材料，其特征在于：所述纤维为短切丝玻璃纤维。
4. 根据权利要求1所述的一种快凝高强度水泥材料，其特征在于：所述拌合剂还包括稳定剂，所述稳定剂占比为0.05～0.2份。
5. 根据权利要求4所述的一种快凝高强度水泥材料，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸钙。
6.根据权利要求1所述的一种快凝高强度水泥材料，其特征在于：所述拌合剂还包括三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂与聚丙烯酸钠，其中三聚氰胺甲醛树脂占比为4～6份、酚醛树脂占比为3～5份、聚丙烯酸钠占比为0.5～1份。
7.如权利要求1所述的一种快凝高强度水泥材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按上述重量份配比称取各原料，将硫铝酸盐水泥、火山灰、偏高岭土和硅藻土加入自动拌合机拌锅内，搅拌均匀，得到预混物；
（2）将纤维打散蓬松，并与减水剂混合得到拌合剂；
（3）将拌合剂加入适量水中得到混合液，然后将混合液加入预混物中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，继续搅拌一段时间，得到快速高强度水泥材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Gao Jinlong Inventor after: Jiang Jun Inventor after: Liu Aimin Inventor before: Gao Jinlong Inventor before: Song Bo Inventor before: Li Xudong Inventor before: Gao Xijun Inventor before: Jiang Jun |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170320 Address after: 518054 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.) Patentee after: Jia Peng Sheng Technology (Shenzhen) Limited by Share Ltd Address before: 130500 Jiutai West Ring Road, Jilin, Changchun, No. 65-18 Patentee before: JILIN JIAPENG GROUP CO., LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Fast-setting high-strength cement material and preparation method thereof Effective date of registration: 20190401 Granted publication date: 20170125 Pledgee: Jilin nine rural commercial bank, Limited by Share Ltd Changchun branch Pledgor: Jia Peng Sheng Technology (Shenzhen) Limited by Share Ltd Registration number: 2019220000007 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210910 Granted publication date: 20170125 Pledgee: Jilin nine rural commercial bank Limited by Share Ltd. Changchun branch Pledgor: JIAPENG ZAISHENG TECHNOLOGY (SHENZHEN) Co.,Ltd. Registration number: 2019220000007 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: The invention relates to a fast setting high strength cement material and a preparation method thereof Effective date of registration: 20210924 Granted publication date: 20170125 Pledgee: Jilin nine rural commercial bank Limited by Share Ltd. Changchun branch Pledgor: JIAPENG ZAISHENG TECHNOLOGY (SHENZHEN) Co.,Ltd. Registration number: Y2021220000091 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |