[发明专利]一种用于污水管道的低熟料用量硅酸盐胶凝材料

说明书

本发明提供一种用于污水管道的低熟料用量硅酸盐胶凝材料，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥2～10份、矿粉60～80份、粉煤灰10～20份、硫酸钙5～15份、菲咯啉2～6份、减水剂0.5～1份、致密剂5～12份、减缩剂1～3份、抗裂剂0.8～1.2份、纳米纤维0.02～0.08份。本发明的低熟料用量硅酸盐胶凝材料水化热低、耐污水腐蚀性好、耐久性优异，且不易开裂，适用于污水管道。

技术领域

本发明涉及污水管道材料领域，特别涉及一种用于污水管道的低熟料用量硅酸盐胶凝材料。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，我们的生活环境也遭受了不同程度的破坏，其中水污染相当严重。一般的城市污水管道由于污水的波动而长期承受干湿交替作用，同时污水中腐蚀性离子浓度高，腐蚀极为严重，这对污水管道用混凝土材料的性能提出了严峻的挑战。因此，需要开发一种耐腐蚀胶凝材料，以提高污水管道混凝土的耐腐蚀性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于污水管道的低熟料用量硅酸盐胶凝材料。

本发明所述一种用于污水管道的低熟料用量硅酸盐胶凝材料，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥2～10份、矿粉60～80份、粉煤灰10～20份、硫酸钙5～15份、菲咯啉2～6份、减水剂0.5～1份、致密剂5～12份、减缩剂1～3份、抗裂剂0.8～1.2份、纳米纤维0.02～0.08份。

进一步的，所述硫酸钙为二水石膏、半水石膏、无水石膏或脱硫石膏中的至少一种。

进一步的，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂粉体。

进一步的，所述致密剂为凝聚态硅粉和纳米二氧化硅按质量比为3～5：1～1.5的比例混合所得。

进一步的，所述纳米二氧化硅为采用化学沉淀法制备所得。

进一步的，所述减缩剂为聚乙二醇单丁醚和甲基丙烯酸按质量比为1.0～2.0：0.5～1.0的比例混合所得。

进一步的，所述抗裂剂为AEBE多聚糖和50US纤维素醚生物高分子聚合物按质量比为0.6～1.0：0.5～2的比例混合所得。

进一步的，所述纳米纤维为向浓硝酸和浓硫酸混合溶液中加入长径比为300:750的碳纳米管进行加热回流处理0.5～2h，得到的羧基官能团的功能化多壁碳纳米管。

进一步的，所述浓硝酸和浓硫酸混合为浓硝酸和浓硫酸按1:2～3的体积比进行混合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的低熟料用量硅酸盐胶凝材料通过科学配比各原料组分，使各组分相互协同发挥作用。其中，加入的致密剂与矿粉可以产生微集料效应、火山灰效应和晶核效应，两者均匀混合后，能有效填充孔结构、加速水泥水化，在发生水化的同时形成水化晶体，使材料微观结构更加致密，从而提高材料的耐污水腐蚀性和耐久性；加入的聚羧酸高性能减水剂的润滑、静电排斥、空间位阻及缓释等作用，能够使胶凝材料遇水后能够有效地提高粉料分散效率，并起到减水作用，提高材料的流动性；硅酸盐水泥熟料、菲咯啉、硫酸钙、致密剂、矿粉、聚羧酸高性能减水剂混合作用，各组分相互协同作用，能够在保障正常工作性能的同时降低硅酸盐水泥熟料的掺量，以减轻硅酸盐胶凝材料的水化热，还可提高材料的强度、和易性和耐热性。

(2)本发明按比例将减缩剂、抗裂剂与纳米纤维混合作用，其中，本发明使用的减缩剂降低了纳米纤维分子间作用力，使其柔韧性增强，渗透性减小；纳米纤维分散性能好，其形成的乱向分布的空间网络结构，能够有效地抑制微裂纹的萌生和扩展，与抗裂剂结合使用可以进一步提高材料的抗裂性能。而且本发明使用的纳米纤维为含有羧基官能团的功能化多壁碳纳米管，其还可通过在碳纳米管端部和缺陷部位的羧基官能化，改善结构的亲水效果，提高其在水泥胶凝体系中的分散性，通过与体系中水泥胶凝网络等纤维相互缠结，形成物理咬合结构，加强材料的结构强度。

具体实施方式