[发明专利]一种纳米二氧化硅改性水泥复合材料

说明书

本发明公开了一种纳米二氧化硅改性水泥复合材料，属于建筑材料技术领域。本发明按重量份数计，将10～20份脂肪酸，10～20份乙二醇，5～8份正硅酸乙酯，2～3份氧化石墨烯加热搅拌反应，接着滴加氨水调节pH至8.6～8.9，过滤，洗涤，干燥，即得改性分散纳米二氧化硅；按重量份数计，将20～30份预处理砂石粉，8～10份淀粉，8～10份甘油，3～5份聚乙二醇混合球磨，干燥，过滤，炭化，即得预处理砂石粉；将水泥，改性分散纳米二氧化硅，预处理砂石粉，减水剂，硅烷偶联剂，增稠剂，苯丙乳液和油泥搅拌混合，即得纳米二氧化硅改性水泥复合材料。本发明提供的纳米二氧化硅改性水泥复合材料具有优异的力学性能。

技术领域

本发明公开了一种纳米二氧化硅改性水泥复合材料，属于建筑材料技术领域。

背景技术

复合材料是现代材料发展的趋势，利用不同方法实现材料功能的互补和优化，制备出优异性能的材料。有机无机杂化材料是复合材料中最耀眼的新星。有机无机杂化材料的有机相和无机相之间的截面面积非常大，界面之间的作用力非常强，是两相成为有机整体，具备了其他复合材料不具有的性能优势。二氧化硅是一种常用的无机非金属材料，具有优良的化学稳定性和热稳定性；然而微小粒子的二氧化硅的表面有大量的羟基，使其表面能较高、容易发生团聚，影响其在复合材料的分散性能。通过对二氧化硅粒子表面接枝高分子化合物，增加其在复合材料中的分散性能，达到二氧化硅与有机化合物的良好复合，充分的发挥其优良的性能。纳米二氧化硅气凝胶是一种新型轻质多孔纳米材料，与采用溶剂为分散介质的湿凝胶不同，是一种以空气取代原有骨架中的溶剂而制得的轻质纳米级多孔材料，它是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料，具有连续无规则网络结构，是典型的分形结构。常温常压下纳米二氧化硅气凝胶的导热系数低达0.017W/m·K，低于空气的导热系数0.026W/m·K，因此由于其强大的隔热性能正在成为一种新型的隔热材料。纳米二氧化硅气凝胶的密度一般用体积密度来表征，这一数值可低达0.003g/cm³，这使得纳米二氧化硅气凝胶成为目前最轻的合成固体材料。纳米二氧化硅气凝胶制备工艺的成熟，在近些年被重视起来，但将纳米二氧化硅气 凝胶用于改性水泥基材料性能方面的技术尚未十分成熟，主要存在以下几点技术难题：1)由于纳米二氧化硅气凝胶颗粒的纳米特性，如何将其均匀地分散到水泥基材料中；2)将纳米二氧化硅气凝胶颗粒掺入水泥基材料的过程中，如何不破坏纳米二氧化硅气凝胶自身结构；3)将纳米二氧化硅气凝胶掺入到水泥基材料中，如何在尽可能少降低水泥基材料力学性能的情况下，大幅提升水泥基材料保温防火性能。

水泥复合材料作为近现代用量最广最大的建筑材料，自从1824年Aspdin发明一百多年来，水泥复合材料已经成为我们生活中不可或缺的土木工程材料。随着现代化建设的发展，大量止木工程已经且正在进行。随之带来的河沙资源紧缺和河沙价格不断上涨问题日益严重，以及山区道路交通不便等问题，新能源的开发已经迫不及待。利用就地的岩石等原料生产的机制砂，替代河沙已经成为必然趋势，然而机制砂石粉含量大、级配差等问题影响其普及发展。机制砂石粉等无机材料制备成有机无机杂化材料，改善其在水泥复合材料的分散性能，进而提高混凝土的和易性，解决机制砂石粉含量高等问题，是解决资源短缺和提高混凝止性能的良好途径。二氧化娃表面处理常用的修饰方法，主要包括共缩聚法和后嫁接法。目前传统的水泥复合材料还存在力学性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统水泥复合材料力学性能不佳的问题，提供了一种纳米二氧化硅改性水泥复合材料。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种纳米二氧化硅改性水泥复合材料，是由以下重量份数的原料组成：

水泥 30～40份

改性分散纳米二氧化硅 10～20份

预处理砂石粉 10～20份