CN113501697B - 环保建筑材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种环保建筑材料，所述环保建筑材料由以下重量份原料组成：60‑80份水泥、80‑95份再生混凝土微粉、70‑80份粉煤灰、18‑25份偏高岭土、3‑8份过硼酸钠、2‑6份聚羧酸减水剂、3‑7份缓凝剂、2‑6份稳定剂、25‑35份助剂、45‑60份水。本发明的环保建筑材料，不仅原料廉价易得、制备方法简单，而且具有安全环保、抗压强度高、抗裂性能优异、施工性能好等特点，在环保建筑领域具有广阔的市场前景。

Description

环保建筑材料
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种环保建筑材料。
背景技术
近年来，我国基础建设的快速发展消耗了大量的资源和能源，带来了严重的资源、能源紧张和环境恶化等问题。随着我国经济和科技的快速发展，节能环保理念也逐渐渗入到建筑行业中。
环保建筑材料相对于普通建筑材料而言，具有一定的特性和优势，如：1)基本原材料大部分来源于人们日常生活及工农业生产中产生的废弃材料，从源头上减少资源消耗，降低生产成本；2)生产过程经过专业科学化处理，不会引入有毒有害的化学物质，实际使用时不会对环境造成污染，也不会对人体造成伤害；3)可以与不同种类的材料融合在一起，将不同种类原材料的优势充分发挥出来，实现功能多样化，同时可循环再生，环保性能过硬，经济性能突出。环保建筑材料的使用从某种程度而言，可减少对天然资源的使用量，降低建筑施工对环境的污染，提升建筑施工的竞争能力，满足现代社会建筑建设的高要求。
随着社会的进步和发展，各类建筑的不断出现，混凝土的需求量不断增加，建筑垃圾也在不断产生。目前，混凝土类建筑垃圾由于密度高，回收再利用时成本高且无法达到使用所需的各项性能指标，造成了巨大的资源浪费。
申请号为202010058307.2的中国发明专利公开了一种环保高强度混凝土及其制备方法，所述的环保高强度混凝土由以下原料组成：水泥、碎石、河砂、硅灰、钢纤维、增稠剂、膨胀剂、减水剂和水。该申请在原料中加入钢纤维，用来有效缓解混凝土中裂缝尖端的应力集中，阻止裂缝的增长，提高混凝土的使用寿命。但是钢纤维增强混凝土在应用过程中一旦出现结构裂缝，钢纤维因锈蚀而产生的膨胀现象会加剧混凝土破坏的速度，而且钢纤维成本高，难以拌合，施工性差，密度高，在振捣浇筑中往往会沉降于混凝土下部，难以实现乱向均匀分布，在实际应用中钢纤维的使用会增大混凝土自重而在一些特殊结构的应用中受到限制。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种环保建筑材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种环保建筑材料，由以下原料组成：
水泥、再生混凝土微粉、粉煤灰、偏高岭土、过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂、助剂、水。
进一步地，一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
60-80份水泥、80-95份再生混凝土微粉、70-80份粉煤灰、18-25份偏高岭土、3-8份过硼酸钠、2-6份聚羧酸减水剂、3-7份缓凝剂、2-6份稳定剂、25-35份助剂、45-60份水。
所述缓凝剂为柠檬酸钠、羧乙基纤维素、焦磷酸钠、酒石酸中的任意一种。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、硬脂酸钙中的任意一种。
所述助剂为聚丙烯纤维或功能化聚丙烯纤维。
聚合物纤维不但可以作为非结构性补强材料来有效减缓混凝土早起的塑性收缩裂缝的产生和发展，混凝土内部的细观结构得到改善，减少内部原生裂纹的开展，而且可以提高混凝土的抗压强度，具有显著的经济效益和社会效益。聚丙烯纤维具有轻质、韧性好、耐腐蚀、掺量低、成本低廉、高机械阻力和刚性特性等优点，但是其非极性化学性质导致亲水性差使其难以添加到水泥基材料中，与混凝土基体的界面粘结强度较弱，导致大量空隙的形成，无法充分发挥聚丙烯纤维对混凝土的增强效果。
本发明采用功能化聚丙烯纤维，与混凝土的粘结性好，而且大大提高了混凝土的抗形变能力，减少了混凝土硬化后期裂缝，增大了混凝土的韧性、抗疲劳性与抗冲击性。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗15-25min，取出干燥后，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度45-55℃下以800-1200rpm的转速搅拌反应1.5-3h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：(8-12)；
S3、将10-20重量份改性聚丙烯纤维、2-5重量份功能化物质、0.5-2重量份分散剂加入90-110重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在115-125℃下以600-1000rpm的转速搅拌反应12-36h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
进一步地，所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗15-25min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为(1-3):(7-9)的混合气体，在压强20-40Pa，放电功率100-150W下处理8-15min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度45-55℃下以800-1200rpm的转速搅拌反应1.5-3h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：(8-12)；
S3、将10-20重量份改性聚丙烯纤维、2-5重量份功能化物质、0.5-2重量份分散剂加入90-110重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在115-125℃下以600-1000rpm的转速搅拌反应12-36h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
经过氧气等离子体预处理后，聚丙烯纤维表面具有了一定的反应活性位点或反应基团，这些活性位点为聚丙烯纤维的后续处理提供了更多的可能性，同时这些基团与空气中的水接触，增加了聚丙烯纤维上的羟基数量，使聚丙烯纤维的极性降低。与现有技术中的碱处理等相比，等离子体处理具有处理方便、对环境无污染、成本低以及效果显著等优点。
所述改性液由3-8重量份改性剂、30-45重量份无水乙醇和2-7重量份水混合而成。
所述改性剂为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷。
所述功能化物质为羧基化多壁碳纳米管和/或氧化石墨烯。
优选的，所述功能化物质为羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯的混合物，其中羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1:(1-3)。
本发明功能化物质采用羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯混合，一方面是由于一维的羧基化多壁碳纳米管和二维的氧化石墨烯能够通过化学键的桥梁作用相互交缠和裹挟，形成稳定的三维结构，促使聚丙烯纤维能够有效且均匀的分布；另一方面是由于羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯上含有大量的羟基和羧基，通过与改性聚丙烯纤维上的硅羟基发生化学键合，从而增加了聚丙烯纤维表面的负电荷量，提高了与基体间的界面性能，进而使混凝土的力学性能得到提高。
所述分散剂为十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基三甲基溴化铵中的一种。
优选的，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
由于本发明中使用的功能化物质具有较强的范德华力及静电作用，故通过引入分散剂来减弱作用力，从而提高功能化物质的分散性。其中，聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型表面活性剂，非极性基团吸附于功能化物质表面，强极性基团则促使功能化物质在介质中均匀分散；而且内酰胺基团带有负电荷，导致功能化物质表面电位增加，从而提高了聚丙烯纤维的电负性。
本发明先将聚丙烯纤维进行等离子体处理，再使用硅烷偶联剂对其进行改性，使聚丙烯纤维表面产生的活性基团与硅烷偶联剂接枝，在提高聚丙烯纤维亲水性和与基体间界面间粘结强度的同时，引入硅羟基，然后将其在分散剂的作用下与功能化物质进行反应，既改善了聚丙烯纤维在混凝土中的分散性，又提高了混凝土的力学性能。
本发明还提供了一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以60-80rpm的转速搅拌0.5-2min，再加入偏高岭土和助剂以100-150rpm的转速搅拌2-5min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在120-180rpm的转速下搅拌1-3min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以120-180rpm的转速搅拌3-8min，即得所述环保建筑材料。
本发明的有益效果：本发明的环保建筑材料的制备原料中加入再生混凝土微粉和粉煤灰，不仅将混凝土类建筑垃圾以及粉煤灰工业垃圾进行回收再利用，节约资源、保护环境，而且降低生产成本，从而实现建筑材料的节能环保。同时在原料中使用功能化聚丙烯纤维，不仅与基体的粘结性好，而且大大提高了混凝土的抗形变能力，减少了混凝土硬化后期裂缝，增大了混凝土的韧性、抗疲劳性与抗冲击性。本发明的环保建筑材料，不仅原料廉价易得、制备方法简单，而且具有安全环保、抗压强度高、抗裂性能优异、施工性能好等特点，在环保建筑领域具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
水泥，采用市售硅酸盐水泥，抗压强度：42.5MPa，购于浙江三狮集团特种水泥有限公司。
再生混凝土微粉，采用申请号为CN201711062430.6的发明专利中的实施例2的方法制备。
粉煤灰，货号：FMH325，密度：2.1kg/m3，规格：800目，购于灵寿县嘉功矿产产品有限公司。
偏高岭土，二氧化硅含量：85％，规格：500目，购于灵寿县诚诺矿产品有限公司。
聚羧酸减水剂，型号：KH-D1-X，密度：1.1g/cm3，固含量：40％，购于武汉华轩高新技术有限公司。
聚丙烯纤维，密度：0.91g/cm3，规格：9mm，直径：30μm，购于济南英出化工科技有限公司。
十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷，CAS号：1105578-57-1，购于广东翁江化学试剂有限公司。
聚乙烯吡咯烷酮，采用聚乙烯吡咯烷酮K30，CAS号：9003-39-8，分子量：50000，购于江阴嘉丰化工有限公司。
羧基化多壁碳纳米管，直径：5nm，长度1μm，纯度：98％，购于江苏先丰纳米材料科技有限公司。
氧化石墨烯，型号：MG-GO-01，厚度：1nm，单层片径：5μm，购于上海茂果纳米科技有限公司。
实施例1
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
实施例2
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为功能化聚丙烯纤维。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗20min，取出干燥后，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度50℃下以1000rpm的转速搅拌反应2h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：10；所述改性液由4重量份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、40重量份无水乙醇和6重量份水混合而成；
S3、将15重量份改性聚丙烯纤维、3重量份羧基化多壁碳纳米管、1重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在120℃下以800rpm的转速搅拌反应24h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
实施例3
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为功能化聚丙烯纤维。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗20min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为2:8的混合气体，在压强30Pa，放电功率120W下处理10min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度50℃下以1000rpm的转速搅拌反应2h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：10；所述改性液由4重量份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、40重量份无水乙醇和6重量份水混合而成；
S3、将15重量份改性聚丙烯纤维、3重量份羧基化多壁碳纳米管、1重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在120℃下以800rpm的转速搅拌反应24h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
实施例4
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为功能化聚丙烯纤维。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗20min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为2:8的混合气体，在压强30Pa，放电功率120W下处理10min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将15重量份预处理聚丙烯纤维、3重量份羧基化多壁碳纳米管、1重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在120℃下以800rpm的转速搅拌反应24h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
实施例5
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为功能化聚丙烯纤维。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗20min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为2:8的混合气体，在压强30Pa，放电功率120W下处理10min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度50℃下以1000rpm的转速搅拌反应2h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：10；所述改性液由4重量份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、40重量份无水乙醇和6重量份水混合而成；
S3、将15重量份改性聚丙烯纤维、3重量份羧基化多壁碳纳米管、1重量份十二烷基硫酸钠加入100重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在120℃下以800rpm的转速搅拌反应24h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
实施例6
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为功能化聚丙烯纤维。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗20min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为2:8的混合气体，在压强30Pa，放电功率120W下处理10min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度50℃下以1000rpm的转速搅拌反应2h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：10；所述改性液由4重量份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、40重量份无水乙醇和6重量份水混合而成；
S3、将15重量份改性聚丙烯纤维、3重量份氧化石墨烯、1重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在120℃下以800rpm的转速搅拌反应24h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
实施例7
一种环保建筑材料，由以下重量份原料组成：
70份水泥、85份再生混凝土微粉、75份粉煤灰、20份偏高岭土、5份过硼酸钠、3份聚羧酸减水剂、5份缓凝剂、4份稳定剂、30份助剂、50份水。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂为功能化聚丙烯纤维。
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗20min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为2:8的混合气体，在压强30Pa，放电功率120W下处理10min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度50℃下以1000rpm的转速搅拌反应2h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：10；所述改性液由4重量份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、40重量份无水乙醇和6重量份水混合而成；
S3、将15重量份改性聚丙烯纤维、1重量份羧基化多壁碳纳米管、2重量份氧化石墨烯、1重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在120℃下以800rpm的转速搅拌反应24h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维。
一种环保建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以75rpm的转速搅拌1min，再加入偏高岭土和助剂以120rpm的转速搅拌3min，得到物料A；
(2)将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在150rpm的转速下搅拌2min，得到物料B；
(3)将物料A与物料B混合，以150rpm的转速搅拌5min，即得所述环保建筑材料。
测试例1
抗压强度：根据GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，将实施例1-7制备的环保建筑材料制成标准立方体混凝土试块(100mm×100mm×100mm)，在标准条件下养护28d，然后在常温常压下使用型号为YES-2000数显压力试验机进行抗压强度测试，测试夹速率0.4MPa/s，测试上述标准立方体混凝土试块的抗压强度。每个实施例平行测试3组，取平均值。
表1：抗压强度测试结果
抗压强度，MPa
实施例1 55.8
实施例2 67.1
实施例3 81.5
实施例4 64.3
实施例5 75.4
实施例6 80.2
实施例7 87.6
本发明对聚丙烯纤维进行功能化处理，在改善聚丙烯纤维的亲水性同时，使聚丙烯纤维与基体界面间的粘结强度得到增强，界面性能得以提高，从而改善了聚丙烯纤维的分散性，提高了建筑材料的力学性能。实施例3的抗压强度明显优于实施例2，这可能是由于聚丙烯纤维经过氧气等离子体预处理后表面具有了一定的反应活性位点或反应基团，这些活性位点为聚丙烯纤维的后续处理提供了更多的可能性，同时这些基团与空气中的水接触，增加了聚丙烯纤维上的羟基数量，使聚丙烯纤维的极性降低，与基体的相容性得到提高，从而导致抗压强度的增加。与实施例3相比，实施例5的抗压强度有所降低，其原因可能是实施例3中使用的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型表面活性剂，非极性基团吸附于功能化物质表面，强极性基团则促使功能化物质在介质中均匀分散；而且内酰胺基团带有负电荷，导致功能化物质表面电位增加，从而提高了聚丙烯纤维的电负性，而基体中的物质大都是金属氧化物，通过电荷吸附增强聚丙烯纤维与基体材料的粘结强度，导致建筑材料抗压强度得到提高。
测试例2
早期抗裂性能：将实施例1-7制备的环保建筑材料制成标准试块(800mm×600mm×100mm)，在混凝土浇注24h后，按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测量单位面积的裂缝数目以及单位面积上的总开裂面积。每个实施例平行测试10组，取平均值。
表2早期抗裂性能测试结果
Figure BDA0003202358200000131
实施例7中功能化物质采用羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯混合，其性能优于实施例3和6，这可能是由于一维的羧基化多壁碳纳米管和二维的氧化石墨烯能够通过化学键的桥梁作用相互交缠和裹挟，形成稳定的三维结构，促使聚丙烯纤维能够有效且均匀的分布，进而使建筑材料的抗裂性能得到提高。

Claims (4)

1.环保建筑材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：
60-80份水泥、80-95份再生混凝土微粉、70-80份粉煤灰、18-25份偏高岭土、3-8份过硼酸钠、2-6份聚羧酸减水剂、3-7份缓凝剂、2-6份稳定剂、25-35份助剂、45-60份水；
所述助剂为功能化聚丙烯纤维；
所述功能化聚丙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯纤维先后置于丙酮和水中分别超声清洗15-25min，取出干燥后，放入等离子体装置中，然后通入氧气与氩气体积比为（1-3）:（7-9）的混合气体，在压强20-40Pa，放电功率100-150W下处理8-15min，得到预处理聚丙烯纤维；
S2、将预处理聚丙烯纤维加入改性液中，在温度45-55℃下以800-1200rpm的转速搅拌反应1.5-3h，离心、洗涤、干燥，得到改性聚丙烯纤维；所述预处理聚丙烯纤维与改性液的质量比为1：（8-12）；所述改性液由3-8重量份改性剂、30-45重量份无水乙醇和2-7重量份水混合而成；所述改性剂为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷；
S3、将10-20重量份改性聚丙烯纤维、2-5重量份功能化物质、0.5-2重量份分散剂加入90-110重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在115-125℃下以600-1000rpm的转速搅拌反应12-36h，离心、洗涤、干燥，得到功能化聚丙烯纤维；
所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；
所述功能化物质为羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯的混合物。
2.如权利要求1所述的环保建筑材料，其特征在于，所述缓凝剂为柠檬酸钠、羧乙基纤维素、焦磷酸钠、酒石酸中的任意一种。
3.如权利要求1所述的环保建筑材料，其特征在于，所述功能化物质中羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1:（1-3）。
4.如权利要求1-3任一项所述环保建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将水泥、再生混凝土微粉和粉煤灰以60-80rpm的转速搅拌0.5-2min，再加入偏高岭土和助剂以100-150rpm的转速搅拌2-5min，得到物料A；
（2）将过硼酸钠、聚羧酸减水剂、缓凝剂、稳定剂加入水中，在120-180rpm的转速下搅拌1-3min，得到物料B；
（3）将物料A与物料B混合，以120-180rpm的转速搅拌3-8min，即得所述环保建筑材料。
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