[发明专利]一种水下环境服役的混凝土帆布及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水下环境服役的混凝土帆布及其制备方法，包括水泥基体和用于填充水泥基体的三维间隔织物，所述水泥基体由硫铝酸盐水泥熟料和半水石膏组成，所述硫铝酸盐水泥熟料和半水石膏的质量比为75~90：10~25。制备方法为先将原材料过100目筛并混合均匀，然后将混合均匀后的水泥粉体分次振入三维间隔织物中，直至三维间隔织物填充密实，无法再填充水泥粉体为止。本发明适用于水底环境，特别适合蓄水池池底、沟渠衬底、水渠防护等饱水环境中。不会发生弯曲开裂，工作性能好。具有良好的机械性能，强度发展较快，5天强度就达到稳定，强度也比自然养护条件下的强度高。

技术领域

本发明属于混凝土帆布及其制备方法，具体涉及一种水下环境服役的混凝土帆布及其制备方法。

背景技术

混凝土帆布是一种新型的建筑材料，凝结硬化快，早期强度高，且具有优异的庇护性能，应用领域广泛，可以用于护坡、水管、沟渠衬底及帐篷等。

不同的湿度环境对水泥基体具有较大的影响。目前较多的对于混凝土帆布的研究都是在自然干态养护(T＝20±2℃RH＝60±5％)条件下，此时参与水化的水量较少，而对于潮湿环境特别是水下环境中的混凝土帆布的研究较少。且部分适用于自然干态养护混凝土帆布的配方在水下环境中会发生弯曲开裂，使混凝土帆布丧失工作性能，因此需要对适用于水下环境的混凝土帆布进行探究，使其能在沟渠、水池衬底和管道等饱水环境中发挥优良作用。普通混凝土帆布的性能受浇水量的影响较大，而混凝土帆布的浇水量和浇水的均匀性受制于人的经验和熟练度。因此需要一种简易的浇水方式。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种在水中环境不发生翘曲的混凝土帆布；本发明的第二目的在于提供上述混凝土帆布的制备方法。

技术方案：本发明的一种水下环境服役的混凝土帆布，包括水泥基体和用于填充水泥基体的三维间隔织物，所述水泥基体由硫铝酸盐水泥熟料和半水石膏组成，所述硫铝酸盐水泥熟料和半水石膏的质量比为75～90：10～25。

进一步的，上述的组分中，所述硫铝酸盐水泥熟料采用725硫铝酸盐水泥胶结料，其中，硫铝酸盐水泥熟料中矿物相C₄A₃S的质量分数为50～80％，矿物相β-C₂S的质量分数为和5～30％，不含石膏相。由于混凝土帆布特殊的灌粉洒水成型的方式，它比同样胶凝材料配合比下搅拌成型的混凝土具有更高的孔隙率。因此可以通过生成钙矾石产生体积膨胀弥补较高的孔隙率。通过控制硫铝酸盐水泥纯熟料的主要矿物相为它可以与石膏复合生成钙矾石，产生体积膨胀，弥补混凝土帆布的孔隙。典型化学反应方程式如式1所示。

进一步的，所述半水石膏采用α型半水石膏，天然α型半水石膏标号为α40，比表面积约为565m²/kg，半水石膏含量高于93％，干燥强度大于30MPa，它的溶解过程较快，利于水化反应，具结晶良好坚实，强度较高。其可以与含高矿物相的水泥熟料进行反应，并可以通过对两者的组分含量的限定以达到控制生成钙矾石含量的特殊效果，使得混凝土帆布的体积稳定性不同于相同配比的水泥净浆，由于钙矾石的生成量可以控制，使混凝土帆布在含有大量水分的环境中，依旧体积稳定且保持原有的工作性能。

进一步的，所述三维间隔织物包括疏织面、间隔纱和密织面，疏织面、间隔纱和密织面均采用PET纤维制备；所述的间隔纱由经纱和纬纱组成，经纱和纬纱的两端分别与疏织面和密织面相连接，具体为可以按照织物的编织要求以一定角度进行连接，间隔纱内填充有水泥基体。其中，所述三维间隔织物的厚度为5～15mm，厚度的控制使得其柔软可以折叠，便于贮藏和运输，疏织面上设有用于水泥基体透过的方孔，方形孔有助于水泥粉体可以快速振入三维间隔织物内，与传统的圆孔相比，可以大幅提高粉体的振入效率并提升进入三维间隔织物内的水泥粉体的总含量，从而使得制备的混凝土帆布更为密实牢固；而底面的密织面的孔隙直径要小于水泥粉体的平均粒径，以防至粉体的漏失。