[发明专利]具有高阻尼性能的水泥材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥材料及制备方法，尤其是一种具有高阻尼性能的水泥材料及其制备方法。

背景技术

高强、高阻尼复合材料是未来建筑材料发展的一个重要方向，水泥基材料是其中使用最广、用量最大的建筑材料之一。水泥是水硬性胶凝材料，它在各种建筑工程中都有着极广的应用，如水利、房屋、道桥、海洋开发等，常用来制备混凝土、砂浆及水泥混凝土制品。而高阻尼水泥材料可以消耗传入其内部的振动能量，减轻台风、地震、风振、爆炸冲击等所引起的振动损伤，显著提高建筑物的抗地质灾害能力。为此，人们试图通过在水泥基材料中添加一些物料来提高水泥的阻尼性能，如2009年《混凝土》杂志第6期(总第236期)第7～9页报道了题为“水泥基阻尼材料的研究进展”的文章。该文公开了普通水泥基材料(主要由水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂五部分组成)、橡胶颗粒及橡胶粉、乳液、纤维、界面改性对水泥基材料阻尼性能的影响。由该文章可知，这些物料的添加虽有助于水泥基材料阻尼性能的提高，却同时是以牺牲其刚度和强度为代价的。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种在不降低其强度的同时还具有高阻尼性能的水泥材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种具有高阻尼性能的水泥材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：具有高阻尼性能的水泥材料由水泥和添加物组成，特别是，

所述水泥与所述添加物间的重量比为1∶0.1～0.8；

所述添加物为具有La_3-XA_XLi_5+δTa_2-YB_YO₁₂化学式组成的钽酸镧锂基陶瓷颗粒，化学式中的A为镧位掺杂物，其为钡(Ba)或钙(Ca)或钾(K)或稀土元素，x为0～1.25，B为钽位掺杂物，其为铟(In)或钒(V)或铋(Bi)或铌(Nb)或钨(W)或碲(Te)，y为0～1.25；

所述钽酸镧锂基陶瓷颗粒的粒径为1～1.5μm。

作为具有高阻尼性能的水泥材料的进一步改进，所述的稀土元素为镨，或钕，或钇，或铈，或钐，或钆。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：具有高阻尼性能的水泥材料的制备方法包括固相反应法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先按照La_3-XA_XLi_5+δTa_2-YB_YO₁₂的成分比，称取相应量的镧、锂、钽、镧位掺杂物和/或钽位掺杂物的氧化物或碳酸盐，将其球磨至少12h后风干，得到粉末状混合物，再将粉末状混合物置于650～750℃下预烧至少6h，得到中间产物；

步骤2，待中间产物自然冷却后，先将其球磨至少12h后风干，得到粉末状中间产物，再将粉末状中间产物置于900～1050℃下烧结至少12h，得到钽酸镧锂基陶瓷颗粒；

步骤3，将钽酸镧锂基陶瓷颗粒与水泥按照所需的重量比例混合均匀，制得具有高阻尼性能的水泥材料。

作为具有高阻尼性能的水泥材料的制备方法的进一步改进，所述的稀土元素为镨，或钕，或钇，或铈，或钐，或钆；所述的将粉末状混合物升温至650～750℃时的升温速率为1～10℃/min；所述的水泥为普通硅酸盐水泥，或硅酸盐水泥，或矿渣硅酸盐水泥，或火山灰硅酸盐水泥，或粉煤灰硅酸盐水泥。