本申請涉及建筑材料領域,尤其涉及一種建筑工程用的防輻射增強型復合水泥砂漿。
背景技術:
水泥是一種建筑領域常用的材料,其主要特性為加入適量水后具有的可塑性,水泥不僅能夠在空氣中硬化,也能夠在水中硬化。將水泥用于制造混凝土,然后將其應用于路面鋪設、房屋建筑等場合。
現有技術中,由水泥混凝土鋪就的路面在寒冷天氣條件下,因冰雪凍融作用,往往過早斷裂和被破壞,遠遠達不到設計指標的使用年限,給人們的生產生活帶來不便和浪費。此外,水泥砂漿是一種韌性差、不均勻、易開裂的脆性材料,存在拉壓比低、干縮變形大、抗滲性、抗裂性、耐腐蝕性差等缺點,而隨著建筑工程現代化的發展,對砂漿性能特別是粘結強度、抗裂性能、抗滲性等均提出了更高的要求,傳統的水泥砂漿材料難以滿足越來越高的工程實際需求。
技術實現要素:
針對上述提出現有技術中存在的缺點和不足,本發明旨在提供一種防輻射增強型復合水泥砂漿,以解決上述提出問題。
本發明的實施例中提供了一種防輻射增強型復合水泥砂漿,該水泥砂漿由如下組份構成:水泥100-150份,河沙100-700份,水100-700份,石墨烯增強纖維30-50份,減水劑7-12份,空心玻璃微珠/fe3o4復合材料30-40份,電氣石粉末30-50份,石墨20-40份,石英砂30-50份,高嶺土20-30份,丁苯橡膠乳液5-15份,硫酸鋁5-20份,羧甲基纖維素1-5份。
本發明的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果:
1.向水泥砂漿中添加石墨烯增強纖維,該石墨烯增強纖維在韌性良好,且具有一定的吸波能力,使水泥砂漿具有電磁屏蔽功能,并且具有附著力強、抗裂性好、強度高等顯著特點。
2.向水泥砂漿中添加空心玻璃微珠/fe3o4復合材料,該空心玻璃微珠/fe3o4復合材料具有質量輕,對電磁波吸收、反射損耗強等優點,使得該水泥砂漿吸波性顯著提高。
本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本申請的實踐了解到。應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本申請。
附圖說明
利用附圖對本發明作進一步說明,但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制,對于本領域的普通技術人員,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發明空心玻璃微珠/fe3o4復合材料的結構示意圖;
其中,1-空心玻璃微珠,2-fe3o4。
具體實施方式
這里將詳細地對示例性實施例進行說明,其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時,除非另有表示,不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反,它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
本發明的實施例涉及一種防輻射增強型復合水泥砂漿,該水泥砂漿由以下組份構成:
水泥100-150份,河沙100-700份,水100-700份,石墨烯增強纖維30-50份,減水劑7-12份,空心玻璃微珠/fe3o4復合材料30-40份,電氣石粉末30-50份,石墨20-40份,石英砂30-50份,高嶺土20-30份,丁苯橡膠乳液5-15份,硫酸鋁5-20份,羧甲基纖維素1-5份。
本發明技術方案中,向水泥砂漿中添加石墨烯增強纖維,該石墨烯增強纖維在韌性良好,且具有一定的吸波能力,使水泥砂漿具有電磁屏蔽功能,并且具有附著力強、抗裂性好、強度高等顯著特點。
本發明技術方案中,向水泥砂漿中添加空心玻璃微珠/fe3o4復合材料,該空心玻璃微珠/fe3o4復合材料具有質量輕,對電磁波吸收、反射損耗強等優點,使得該水泥砂漿吸波性顯著提高。
本發明中各組分配比優選為:水泥120份,河沙300份,水400份,石墨烯增強纖維50份,減水劑10份,空心玻璃微珠/fe3o4復合材料40份,電氣石粉末40份,石墨40份,石英砂50份,高嶺土30份,丁苯橡膠乳液15份,硫酸鋁15份,羧甲基纖維素3份。
優選地,上述石墨烯增強纖維為摻雜有鐵納米線、fe3o4納米粒子的石墨烯纖維,所述石墨烯增強纖維主要成分為石墨烯、鐵納米線、fe3o4納米粒子,其中,鐵納米線所占質量比為8%,鐵納米線長度為10μm;fe3o4納米粒子所占質量比為20%,fe3o4納米粒子粒徑為200nm;
優選地,上述所述石墨烯增強纖維的長度為3~20mm。
石墨烯是一種理想的組裝單元,其可以用來制備高性能纖維,氣凝膠,薄膜以及納米復合材料。自發現伊始,石墨烯就引起了廣泛的關注,基于其優異的導電性和導熱性,石墨烯復合纖維在機械性能、導熱、導電等性能方面均具有優勢。本申請技術方案中,將鐵納米線、fe3o4納米粒子與石墨烯復合,制備了石墨烯增強纖維,該石墨烯增強纖維在軸向具有優異的韌性、高導電性,將其應用于復合水泥砂漿,使水泥砂漿具有電磁屏蔽功能,并且具有附著力強、抗裂性好、強度高等顯著特點。
優選地,上述的空心玻璃微珠/fe3o4復合材料為核殼結構,其是一種雙損耗吸波材料,空心玻璃微珠具有耐高溫、絕熱、絕緣、耐腐蝕、化學性質穩定、強度高等特性,空心玻璃微珠表現為一種中空、輕質、粒度均勻的球形顆粒,在現有技術中,通常將其作為復合材料的填料使用,其能夠降低基體的密度,由于其本身不具備吸波性能,一般為在其表面包覆一層或幾層吸波劑,得到理想的輕質復合吸波材料;fe3o4既能產生介電損耗也能產生磁損耗,但傳統的單一fe3o4作為吸波材料,難以滿足吸波材料厚度薄、吸收強的綜合要求,本申請中,在空心玻璃微珠表面設有一層fe3o4層,構成空心玻璃微珠/fe3o4核殼結構,該特殊的核-殼結構使得電磁波在空腔里面發生多次反射多次吸收,延長了電磁波的傳播路徑,從而有利于電磁波的損耗;此外,該空心玻璃微珠/fe3o4核殼結構是一種高電阻率復合材料,從而有利于電磁波與自由空間的阻抗匹配,不會在材料表面產生反射,電磁波大部分能有效進入復合材料內部,從而有利于吸波性能的改善。
優選地,上述水泥砂漿中還包括硫酸鈣,其中硫酸鈣1-5份,用于調節砂漿的凝結時間。
優選地,上述水泥砂漿中還包括增稠劑,增稠劑1-3份,優選纖維素醚類有機增稠劑或者丙烯類有機增稠劑,用于保水增稠,改善施工性能和砂漿濕粘性。
優選地,本發明還涉及上述水泥砂漿的制備過程:
步驟1,將空心玻璃微珠清洗干凈,然后將其放置于0.6mnaoh溶液中保持50min,以清除表面有機雜質,水洗后,再烘干備用;
步驟2,取上述烘干的空心玻璃微珠23g,然后取naoh12g、fe(co)525ml、乙醇胺400ml,水合肼30ml,將上述物質加入到不銹鋼反反應釜中,保溫溫度為170℃,保溫時間為10~15h,然后自然冷卻到室溫,將黑色沉淀清洗干凈,烘干后即得到核殼結構空心玻璃微珠/fe3o4復合材料;
步驟3,在質量濃度為0.3%~3%的氧化石墨烯液晶中加入質量分數為,7%的鐵納米線、15%的fe3o4納米粒子,以100~1000rpm的攪拌速度攪拌均勻形成氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠;
步驟4,取上步中所得的氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠,以1~100ml/h的擠出速度通過直徑為5~500μm的紡絲管后,于5~80℃的凝固液中停留1~100s凝固成絲,再洗滌干燥后,得到氧化石墨烯增強纖維;
步驟5,將上步中所得的氧化石墨烯增強纖維置于還原劑中還原0.1~100h后洗滌或者進行熱還原后得到石墨烯增強纖維;
步驟6,按上述配比取用各組份,然后先將水泥、河沙、石墨烯增強纖維混合,加入水,攪拌均勻后,依次加入其他組分,每加入一種組分后,均加入部分水,并充分攪拌,最終獲得本發明所述水泥砂漿。
實施例1
所述水泥砂漿的制備過程:
步驟1,將空心玻璃微珠清洗干凈,然后將其放置于0.6mnaoh溶液中保持50min,以清除表面有機雜質,水洗后,再烘干備用;
步驟2,取上述烘干的空心玻璃微珠23g,然后取naoh12g、fe(co)525ml、乙醇胺400ml,水合肼30ml,將上述物質加入到不銹鋼反反應釜中,保溫溫度為170℃,保溫時間為10~15h,然后自然冷卻到室溫,將黑色沉淀清洗干凈,烘干后即得到核殼結構空心玻璃微珠/fe3o4復合材料;
步驟3,在質量濃度為0.3%~3%的氧化石墨烯液晶中加入質量分數為,7%的鐵納米線、15%的fe3o4納米粒子,以100~1000rpm的攪拌速度攪拌均勻形成氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠;
步驟4,取上步中所得的氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠,以1~100ml/h的擠出速度通過直徑為5~500μm的紡絲管后,于5~80℃的凝固液中停留1~100s凝固成絲,再洗滌干燥后,得到氧化石墨烯增強纖維;
步驟5,將上步中所得的氧化石墨烯增強纖維置于還原劑中還原0.1~100h后洗滌或者進行熱還原后得到石墨烯增強纖維;
步驟6,按配比取用各組份,然后先將水泥、河沙、石墨烯增強纖維混合,加入水,攪拌均勻后,依次加入其他組分,每加入一種組分后,均加入部分水,并充分攪拌,最終獲得本發明所述水泥砂漿。
本實施例中,該水泥砂漿中各組分配比如下:
水泥120份,河沙300份,水400份,石墨烯增強纖維50份,減水劑10份,空心玻璃微珠/fe3o4復合材料40份,電氣石粉末40份,石墨40份,石英砂50份,高嶺土30份,丁苯橡膠乳液15份,硫酸鋁15份,羧甲基纖維素3份。
所述石墨烯增強纖維的長度為3mm。
實施例2
所述水泥砂漿的制備過程:
步驟1,將空心玻璃微珠清洗干凈,然后將其放置于0.6mnaoh溶液中保持50min,以清除表面有機雜質,水洗后,再烘干備用;
步驟2,取上述烘干的空心玻璃微珠23g,然后取naoh12g、fe(co)525ml、乙醇胺400ml,水合肼30ml,將上述物質加入到不銹鋼反反應釜中,保溫溫度為170℃,保溫時間為10~15h,然后自然冷卻到室溫,將黑色沉淀清洗干凈,烘干后即得到核殼結構空心玻璃微珠/fe3o4復合材料;
步驟3,在質量濃度為0.3%~3%的氧化石墨烯液晶中加入質量分數為,7%的鐵納米線、15%的fe3o4納米粒子,以100~1000rpm的攪拌速度攪拌均勻形成氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠;
步驟4,取上步中所得的氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠,以1~100ml/h的擠出速度通過直徑為5~500μm的紡絲管后,于5~80℃的凝固液中停留1~100s凝固成絲,再洗滌干燥后,得到氧化石墨烯增強纖維;
步驟5,將上步中所得的氧化石墨烯增強纖維置于還原劑中還原0.1~100h后洗滌或者進行熱還原后得到石墨烯增強纖維;
步驟6,按配比取用各組份,然后先將水泥、河沙、石墨烯增強纖維混合,加入水,攪拌均勻后,依次加入其他組分,每加入一種組分后,均加入部分水,并充分攪拌,最終獲得本發明所述水泥砂漿。
本實施例中,該水泥砂漿中各組分配比如下:
水泥120份,河沙300份,水400份,石墨烯增強纖維50份,減水劑10份,空心玻璃微珠/fe3o4復合材料40份,電氣石粉末40份,石墨40份,石英砂50份,高嶺土30份,丁苯橡膠乳液15份,硫酸鋁15份,羧甲基纖維素3份。
所述石墨烯增強纖維的長度為10mm。
實施例3
所述水泥砂漿的制備過程:
步驟1,將空心玻璃微珠清洗干凈,然后將其放置于0.6mnaoh溶液中保持50min,以清除表面有機雜質,水洗后,再烘干備用;
步驟2,取上述烘干的空心玻璃微珠23g,然后取naoh12g、fe(co)525ml、乙醇胺400ml,水合肼30ml,將上述物質加入到不銹鋼反反應釜中,保溫溫度為170℃,保溫時間為10~15h,然后自然冷卻到室溫,將黑色沉淀清洗干凈,烘干后即得到核殼結構空心玻璃微珠/fe3o4復合材料;
步驟3,在質量濃度為0.3%~3%的氧化石墨烯液晶中加入質量分數為,7%的鐵納米線、15%的fe3o4納米粒子,以100~1000rpm的攪拌速度攪拌均勻形成氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠;
步驟4,取上步中所得的氧化石墨烯/鐵納米線/fe3o4納米粒子紡絲液溶膠,以1~100ml/h的擠出速度通過直徑為5~500μm的紡絲管后,于5~80℃的凝固液中停留1~100s凝固成絲,再洗滌干燥后,得到氧化石墨烯增強纖維;
步驟5,將上步中所得的氧化石墨烯增強纖維置于還原劑中還原0.1~100h后洗滌或者進行熱還原后得到石墨烯增強纖維;
步驟6,按配比取用各組份,然后先將水泥、河沙、石墨烯增強纖維混合,加入水,攪拌均勻后,依次加入其他組分,每加入一種組分后,均加入部分水,并充分攪拌,最終獲得本發明所述水泥砂漿。
本實施例中,該水泥砂漿中各組分配比如下:
水泥120份,河沙300份,水400份,石墨烯增強纖維50份,減水劑10份,空心玻璃微珠/fe3o4復合材料40份,電氣石粉末40份,石墨40份,石英砂50份,高嶺土30份,丁苯橡膠乳液15份,硫酸鋁15份,羧甲基纖維素3份。
所述石墨烯增強纖維的長度為20mm。
以上所述僅為本發明的較佳方式,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。