【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种高强水泥基复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、工业化发展通常伴随大量废水的产生，这些废水需要经过处理满足环境要求后才能由工厂排放。其中，诸如电镀废水、酸洗废水和市政废水等处理后的污泥包含有大量的重金属，本研究将该类污泥统称为电镀污泥。
2、高强水泥基体(high strength cementitious matrix,hscm)由于高强度、高韧性和高耐久性等的特点受到当代建材领域的欢迎。hscm通过使用大量微集料，降低水胶比，运用紧密堆积理论，以达到改善混凝土内部结构，降低内部缺陷的目的。这些材料的使用很大层度上提高了hscm的生产成本，不利于hscm的广泛推广。除此以外，随着混凝土强度的提高，其自身收缩问题愈发严重，甚至可以达到普通混凝土的5～15倍，存在显著的体积稳定性问题。当收缩变形较大，抵抗变形能力较弱时，基体会出现开裂损伤，使得有害物质侵入混凝土内部，加速混凝土劣化并腐蚀钢筋，进而引起材料性能的衰退，降低结构的使用寿命，因此，hscm的收缩问题引起了广泛关注。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种高强水泥基复合材料的制备方法，，以解决常规制备方法制备水泥基体随着强度提高而造成的收缩问题，以及收缩后混凝土基体出现的开裂、寿命降低的问题，提供一种操作简单、制备成本低的高强水泥基复合材料的制备方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高强水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤
3、s1：将电镀污泥与建筑渣土混合并烧结，得到陶砂；
4、s2：将20-40份(质量份，下同)硅酸盐水泥、2-10份硅灰和2-20份高炉矿渣混合，再加入26-50份河砂搅拌混合；
5、s3：将步骤s1得到的12-24份陶砂、0.8-1份减水剂及10-18份水加入步骤s2得到的混合物料中，搅拌后得到高强水泥基复合材料。
6、在一种可能的实施方式中，所述步骤s1中，电镀污泥与建筑渣土的质量配比为1:(2～3)，烧结温度为1200～1800℃。
7、在一种可能的实施方式中，所述步骤s3中，对陶砂进行预湿处理，将陶砂提前浸泡到水中。
8、本专利技术上述操作中，通过预先泡水用于处理陶砂，避免了引入额外水份时可能会导致的强度降低的现象。
9、本专利技术上述操作中，通过将陶砂提前一天浸泡到水中，完成后备用，该预湿处理的方式可以在陶砂内部储存较多的水份，因此在后续加入水泥基体后起到内养护剂的作用。
10、本专利技术上述制备方法中，通过控制电镀污泥与建筑渣土协同在1200℃高温下煅烧制备得到陶砂，用在高强水泥基体中，降低其收缩性能，同时降低了制备的成本；其次，通过在上述原材料中的水泥、硅灰和高炉矿渣作为细粉料除了参加水化反应外，还起到密实填充作用；电镀污泥和建筑渣土经高温烧结制成的陶砂具有多孔的特点，可以预先吸收足够的水份，可以用作内养护剂；实际上通过预湿陶砂加入到水泥基体后，可以起到“蓄水池”的作用，储水量为陶砂预先吸收量，随着胶凝材料的不断水化，基体内部湿度降低，储存在陶砂内部的水份可以逐渐释放出来，促进进一步水化。对于具有低水胶比特点的高强水泥基体而言，这显然有利于提高基体内部湿度，进而降低内部毛细张力，减小收缩变形。相比于不预先储水的方式，这种方式由于部分水份储存在了陶砂内部，实际拌合水量减少，前期参与水化水份减少，故而前期水化过程放缓。
11、并且，上述各种组分采用最佳配比组合后，有利于促进胶凝材料的进一步水化，充分发挥其活性，同时可以降低基体孔隙率，提高密实性，有利于强度和耐久性的提高，与此同时，陶砂的掺入还可以降低高强水泥基体的收缩变形。
12、在一种可能的实施方式中，所述步骤s1制备的陶砂的成分包含sio2、al2o3和fe2o3，且sio2、al2o3和fe2o3的合计质量占比在80％以上。
13、在实际本专利技术的陶砂应用过程中，当sio2、al2o3、fe2o3的合计质量为70％以下时，陶砂不具备潜在活性，在基体中仅起填充作用，而三者的合计质量到达80％以上时，其潜在活性的效果较好，能够发挥较大的作用；
14、在一种可能的实施方式中，所述高强水泥基复合材料包括：硅酸盐水泥28份，硅灰10份，高炉矿渣11份，河砂27份，陶砂24份，减水剂1份，水18份。
15、通过进一步地优化本专利技术高强水泥基复合材料的原料配比，进一步地提高了最终复合材料的强度。
16、在一种可能的实施方式中，所述步骤s1制备的陶砂包含以下成分：sio2 50-60份，al2o3 20-25份，fe2o3 4-6份，cao 5-7份，mgo 2-4份，k2o 2-4份，so3 0.5-1.5份，p2o50.01-0.05份，tio2 0.3-0.8份，zno 3-5份。
17、通过对本专利技术步骤s2中各种组分进行复配组合后，有利于促进胶凝材料的进一步水化，充分发挥其活性，同时可以降低基体孔隙率，提高密实性，有利于强度和耐久性的提高，与此同时，陶砂的掺入还可以降低高强水泥基体的收缩变形。同时本专利技术也通过上述各步骤的优选操作，进一步地协同提高了最终产品的结构强度。
18、所述步骤s1制备的陶砂的细度为2-3，表观密度为1.3×103-1.6×103kg/m3。
19、在一种可能的实施方式中，所述步骤s3中，所述陶砂的粒径大于等于1.18mm。
20、本专利技术上述实施方式中，采用上述粒径的粗陶砂作为本专利技术原料中的陶砂，陶砂是一种轻质颗粒材料，内部存在许多微小气孔和空隙，由于粗陶砂粒径较大，可以预先储备更多的水份，加入到水泥基体后可以更好的起到内养护剂的作用，有利于减小收缩变形并促进胶凝材料进一步水化；而粒径小于1.18mm的细陶砂由于砂粒径小，预先储水量有限，内养护效果有限，减缩程度不大。
21、在一种可能的实施方式中，所述硅酸盐水泥为p ii 52.5硅酸盐水泥，所述减水剂为聚羧酸型减水剂。
22、本专利技术通过采用聚羧酸型减水剂作为减水剂，相比于萘系磺酸盐减水剂和三聚氰胺减水剂，同等掺量聚羧酸减水剂含有诸多羧基、磺酸基、羟基等偏小亲水官能团，吸附水泥颗粒强，分散性高，加入到砂浆后水化产物微观结构更加致密，界面结构良好，表现出更高的强度。
23、在一种可能的实施方式中，所述硅酸盐水泥的烧失量<1％，cao含量为69.9％，sio2含量为15.8％，al2o3含量为4.3％，粒径小于100μm，中值粒径为14.6μm，表观密度为3.042×103kg/m3；所述硅灰的烧失量<1％，cao含量为1.1％，sio2含量为87.7％，al2o3含量为0.5％，粒径小于12μm，中值粒径为5.1μm，表观密度为2.298×103kg/m3；所述高炉矿渣的烧失量<1％，cao含量为1.1％，sio2含量为26.9％，al2o3含量为12.7％，粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，电镀污泥与建筑渣土的质量配比为1:2～3，烧结温度为1200～1800℃。
3.根据权利要求2所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1制备的陶砂的成分包含SiO2、Al2O3和Fe2O3，且SiO2、Al2O3和Fe2O3的合计质量占比在80％以上。
4.根据权利要求3所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1制备的陶砂包含以下成分：SiO2 50-60份，Al2O3 20-25份，Fe2O3 4-6份，CaO 5-7份，MgO 2-4份，K2O 2-4份，SO3 0.5-1.5份，P2O5 0.01-0.05份，TiO2 0.3-0.8份，ZnO 3-5份。
5.根据权利要求2所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1制备的陶砂的细度为2-3，表观密度为1.3×103-1.6×103kg/m3。
6.根据权利要求1-5
7.根据权利要求1所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，对陶砂进行预湿处理，将陶砂提前浸泡到水中。
8.根据权利要求1所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐水泥为PII 52.5硅酸盐水泥，所述减水剂为聚羧酸型减水剂。
9.根据权利要求1所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述河砂的粒径小于1.26μm。
10.一种高强水泥基复合材料，其特征在于，由权利要求1-9任一所述制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，电镀污泥与建筑渣土的质量配比为1:2～3，烧结温度为1200～1800℃。
3.根据权利要求2所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1制备的陶砂的成分包含sio2、al2o3和fe2o3，且sio2、al2o3和fe2o3的合计质量占比在80％以上。
4.根据权利要求3所述的高强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1制备的陶砂包含以下成分：sio2 50-60份，al2o3 20-25份，fe2o3 4-6份，cao 5-7份，mgo 2-4份，k2o 2-4份，so3 0.5-1.5份，p2o5 0.01-0.05份，tio2 0.3-0.8份，zno 3-5份。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：熊昱栋，王磊，巴明芳，马红瑞，何建明，许钟颖，李懿娴，李可军，陈诚，穆淑睆，
申请(专利权)人：浙江广天构件集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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