水泥基浮力材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種水泥基浮力材料，其配方為：硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1：3～1：9；第一化學添加劑、硅酸鹽水泥和水的質量比為：0.8～2.5：100：180～250，其中，所述第一化學添加劑為混凝土減水劑或表面活性劑。本發明還提供一種所述水泥基浮力材料的制備方法。
【專利說明】水泥基浮力材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水泥基浮力材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著海洋資源的開發，可泊式、移動式、固定式大型浮式結構將會成為海上生產、生活的重要基礎設施。
[0003]目前，深海潛器用浮力材料通常采用環氧樹脂復合改性高強玻璃微珠制備而成。然而，盡管此種浮力材料強度高，但因其可燃，且成本昂貴，并不適于海上或水上大宗土木工程之用。
[0004]水泥基材料是量大面廣的土木工程材料。然而，一般的水泥基輕質材料，如泡沫混凝土、陶砂混凝土等，當其容重小于800kg/m3時，抗壓強度難以達到5MPa以上；在容重為500kg/m3左右時，抗壓強度也鮮有達到2MPa者，通常小于IMPa。因此，它們難以用作海上或水上大型浮式結構建設的工程材料。
【發明內容】
[0005]綜上所述，有必要提供一種輕質、高強的水泥基浮力材料及其制備方法。
[0006]一種水泥基浮力材料，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;第一化學添加劑、硅酸鹽水泥和水的質量比為:0.8~2.5:100:180~250，其中，所述第一化學添加劑為混凝土減水劑或表面活性劑。
[0007]一種水泥基浮力材料，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;混凝土減水劑:水溶性纖維素:硅酸鹽水泥:水的質量比為:0.8~2.5:0~0.05:100:180 ~250。
[0008]一種上述的水泥基浮力材料的制備方法，包括以下步驟:S1:將所述硅酸鹽水泥、玻璃微珠和上述化學添加劑干拌混合，形成一混合料；S2:將水加入所述混合料中攪拌，形成一漿料；以及S3:將所述漿料注入模具并密封成型。
[0009]與現有技術相比較，本發明提供的水泥基浮力材料的容重可以達到500 kg/m3~900 1^/!113，且其抗壓強度可達3.0 MPa以上。從而使該水泥基浮力材料可以大量用作海上或水上大型浮式結構建設的工程材料。本發明實施例提供的水泥基浮力材料還具有原料來源廣、成本低等特點。此外，本發明提供的水泥基浮力材料的制備方法還具有簡單易行，易于工業化等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例提供的水泥基浮力材料的制備方法流程圖。
[0011]主要元件符號說明 無
如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發明。【具體實施方式】
[0012] 下面結合具體實施例對本發明的技術方案進一步詳細表述。
[0013]本發明實施例提供一種水泥基浮力材料，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;第一化學添加劑、硅酸鹽水泥和水的質量比為:0.8~2.5:100:180~250。其中，所述第一化學添加劑可以為混凝土減水劑或增加粉體分散性的表面活性劑。所述水泥基浮力材料可以僅由上述材料組成。
[0014]所述硅酸鹽水泥可以為P.042.5型硅酸鹽水泥、P.052.5型硅酸鹽水泥、42.5R型硅酸鹽水泥、52.5R型硅酸鹽水泥或其它型號的普通水泥。
[0015]所述玻璃微珠優選為最大粒徑不超過65 μ m~85 μ m的娃酸鹽玻璃微珠。所述玻璃微珠的抗壓強度優選為20 MPa~70MPa、真實密度優選為0.3 g/cm3~0.6g/cm3。
[0016]所述混凝土減水劑可以是萘系減水劑、聚羧酸減水劑或其它種類的減水劑。
[0017]所述水泥基浮力材料可以進一步包括一第二化學添加劑，該第二化學添加劑用于改善所述水泥基浮力材料拌和物的粘聚性及勻質性，其可以為水溶性纖維素等高分子化合物。所述第二化學添加劑與硅酸鹽水泥的質量比可以為O~0.05:100。
[0018]本發明實施例提供的水泥基浮力材料通過優化各種材料的比例，從而使該水泥基浮力材料可以獲得較小的容重的同時達到較大的抗壓強度，其容重可以達到500 kg/m3~900 1^/!113，且其抗壓強度可達3.0 MPa以上。進而使該水泥基浮力材料可以大量用作海上或水上大型浮式結構建設的工程材料。另外，本發明實施例提供的水泥基浮力材料還具有原料來源廣、成本低等特點。
[0019]請參照圖1，本發明實施例還提供一種水泥基浮力材料的制備方法，包括:
S1:將所述硅酸鹽水泥、玻璃微珠和上述化學添加劑干拌混合，形成一混合料；
52:將水加入所述混合料中攪拌，形成一漿料；以及
53:將所述漿料注入模具并密封成型。
[0020]在步驟SI中，可以用攪拌機干拌所述混合料，且所述干拌的時間優選為5秒~90秒。
[0021]在步驟S2中，可以一次性或分次加入拌和用水，但應控制總攪拌時間為35秒~300 秒。
[0022]在步驟S3中，常溫下，所述密封成型的時間為7天以上。所述密封成型可以在常溫下進行。若采用高溫養護，如50攝氏度以上，其密封成型的時間可適當縮短至2天內。
[0023]本發明實施例提供的水泥基浮力材料的制備方法無需復雜的工藝，因此具有工藝簡單，易于操作等特點。
[0024]實施例1
P.042.5金隅水泥體積與3M-S35型硅酸鹽玻璃微珠的體積比為1:8 ；NF-6減水劑、P.042.5金隅水泥與水的質量比為1.5:100:230。在20°C條件下，密封養護7天。測試其抗壓強度分別為3.5(0.5 MPa，容重約為550 kg/m3。
[0025]實施例2
與實施例1基本相同，不同之處在于密封養護28天。測試其抗壓強度分別為4.2(0.3MPa，容重約為 570 kg/m3。[0026]實施例3
P.052.5R冀東硅酸鹽水泥與3M-S60型硅酸鹽玻璃微珠的體積比為1:3 ;聚羧酸型減水劑、羧甲基纖維素鈉、P.052.5R冀東硅酸鹽水泥與水的質量比為0.8:0.05:100:200。在20°C條件下，密封養護7天。測試其抗壓強度分別為7.8 (0.5 MPa，容重約為840 kg/m3。
[0027]實施例4
與實施例3基本相同，不同之處在于密封養護28天。測試其抗壓強度分別為
9.5 (0.5MPa,容重約為 850kg/m3。
[0028] 另外，本領域技術人員還可在本發明精神內作其它變化，當然這些依據本發明精神所作的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種水泥基浮力材料，其特征在于，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;第一化學添加劑、硅酸鹽水泥和水的質量比為:0.8~2.5:100:180~250，其中，所述第一化學添加劑為混凝土減水劑或表面活性劑。
2.如權利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述玻璃微珠為最大粒徑不超過65 μ m~85 μ m的娃酸鹽玻璃微珠。
3.如權利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述玻璃微珠的抗壓強度為20MPa~70Mpa且所述玻璃微珠的真實密度為0.3 g/cm3~0.6g/cm3。
4.如權利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述水泥基浮力材料進一步包括一第二化學添加劑，用于改善所述水泥基浮力材料的拌和物的粘聚性及勻質性。
5.如權利要求4所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述第二化學添加劑為水溶性纖維素，所述第二化學添加劑與硅酸鹽水泥的質量比為O~0.05:100。
6.如權利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述水泥基浮力材料的容重為500 kg/m3~900 kg/m3，且其抗壓強度達到3.0 MPa以上。
7.—種水泥基浮力材料，其特征在于，其配方為:硅酸鹽水泥與玻璃微珠的體積比為1:3~1:9 ;混凝土減水劑、水溶性纖維素、硅酸鹽水泥和水的質量比為:0.8~2.5:0~0.05:100:180 ~250。
8.—種如權利要求1-7任一項所述的水泥基浮力材料的制備方法，包括以下步驟: 51:將所述硅酸鹽水泥、玻璃微珠和上述化學添加劑干拌混合，形成一混合料； 52:將水加入所述混合料中攪拌，形成一漿料；以及 53:將所述漿料注入模具并密封成型。
9.如權利要求8 所述的制備方法，其特征在于，常溫下，所述密封成型的時間為7天以上。
10.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，通過一次性或分次加入拌和用水，并控制總攪拌時間為35秒~300秒。
【文檔編號】C04B28/04GK103951354SQ201410204454
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】路新瀛 申請人:清華大學