[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维增强沸石-粉煤灰基地聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维增强沸石‑粉煤灰基地聚合物及其制备方法，包括以下重量份的原料：493～542份低钙粉煤灰，124～136份高钙粉煤灰，203份石英，0～61份沸石，160份水，38份氢氧化钠，173份硅酸钠，5～50份超高分子量聚乙烯纤维，制备方法包括以下步骤：将低钙粉煤灰、高钙粉煤灰、石英砂、沸石加入到搅拌锅中，搅拌均匀得到混合物一；将水、氢氧化钠、硅酸钠在烧杯中混合搅拌均匀制成碱激发剂；将碱激发剂加入到搅拌锅中，使碱激发剂与混合物一混合得到混合物二；在混合物二中加入超高分子量聚乙烯纤维，再搅拌至纤维分散均匀，得到浆体置入模具后在烘箱中养护，再常温养护成型。与现有技术相比，本发明产品具有成本低、材料性能好等优点。

技术领域

本发明属于材料学领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯纤维增强沸石-粉煤 灰基地聚合物及制备方法。

背景技术

地聚合物是一种具有类沸石结构的新型无机硅铝质胶凝材料，具有许多诸如快硬早强、高强、抗渗、抗冻、耐腐蚀、耐火及固封重金属等优良性能。与传统水泥 基材料相比，其原材料来源更加广泛，且制备方便、能耗小、CO2排放量低，使 其在工程上特别是抢修抢建工程得到了很好的应用。但是，由于地聚合物材料自身 抗拉强度低、脆性大等固有弱点，在建设和使用过程中易出现不同程度和不同形式 的裂缝，制约着这种材料的推广使用。

因此，为了增强地聚合物材料的强度和韧性，通过在地聚合物体系中加入纤维，利用凝胶材料与纤维之间的粘结来增强材料的抗拉韧性。同时，由于地聚合物体系 中含有类沸石结构，将沸石作为一种矿物外加剂加入到该体系中，沸石不仅能在其 中充当填充物、增加材料强度，还能作为硅铝源原材料，参与地聚合反应，生成更 多的凝胶产物。

但是，由于地聚合物胶凝体系凝结、硬化机理与常见的硅酸盐水泥有着很大差别，在早期反应过程中许多因素都影响着该复合材料的强度，如：固体混合物中粉 煤灰含量、外加矿物含量等。因此探寻该材料的最优配合比与最佳反应条件，对该 复合材料的推广应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有超高韧 性的超高分子量聚乙烯纤维增强沸石-粉煤灰基地聚合物及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超高分子量聚乙烯纤维增强沸石-粉煤灰基地聚合物，其特征在于，包括以下重量份的原料：

低钙粉煤灰 493～542份；

高钙粉煤灰 124～136份；

石英砂 203份；

沸石 0～61份；

水 160份；

氢氧化钠 38份；

硅酸钠 173份；

超高分子量聚乙烯纤维 5～50份。

进一步的，所述的超高分子量聚乙烯纤维长度为6-24mm，直径为15-40μm， 抗拉强度为1800-3900MPa，弹性模量为40-150GPa，极限延伸率为2％-5％。

进一步的，所述的低钙粉煤灰粉为一级低钙粉煤灰粉，中位径(D50)为2～ 10μm。

进一步的，所述的高钙粉煤灰为一级高钙粉煤灰，中位径(D50)为5～30μm。

进一步的，所述的石英砂为10～100目的石英砂，最大粒径不超过0.6mm。

进一步的，所述的沸石的中位径(D50)为1～100μm。