[发明专利]一种高强透水复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种高强透水复合材料的制备方法，它包括如下步骤：步骤1、以磷石膏为原料，加入助晶剂后，添加到酸溶液中，在一定的温度下搅拌反应；步骤2、反应结束后，对混合物直接进行冷却结晶；步骤3、结晶完成后，过滤，滤液直接返回至步骤1重复利用，滤饼洗涤干燥，干燥完成的滤饼即为高强透水复合材料；本发明能够充分利用磷石膏为原料，并结合原料处理后含有的硅灰制备出能显著改善晶须‑水泥的微观结构和界面结合强度的高强透水复合材料，有效提高纤维与水泥基材料结合强度。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体地涉及一种高强透水复合材料的制备方法。

背景技术

水泥作为世界上使用最广泛的建筑材料，主要的局限性在于其脆性，这主要被归咎于其抗裂性差和抗弯强度低，另外随着城市化发展速度的加剧，城市地表正在逐步被建筑物和各种混凝土等阻水性材料所覆盖，城市的排水能力越来越差，许多城市一遇到暴雨，其路面雨水无法快速渗漏，很容易造成城市内涝。

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，磷石膏是湿法磷酸生产的主要副产物，每生产1吨湿法磷酸产生4.5吨的磷石膏渣。湖北磷石膏含量最大的是二水硫酸钙，其次为SiO₂，两种成分均可以用以提高水泥的强度，而目前绝大多数磷石膏采用堆放的形式处理，不仅占用土地，造成水体富营养化，还会造成资源浪费，因此用工业磷石膏生产高性能、高附加值的水泥添加剂是很有意义的。

已有大量研究表明，在水泥材料中添加纤维材料，通过阻止微裂纹的生长、扩展与断裂的相互作用，能够显著改善水泥材料脆性问题，提高水泥材料的抗裂性能及韧性。在专利CN112010603A一种高透水性混凝土及其制备方法中，混凝土中掺入了硅灰和硫酸钙晶须，使混凝土抗压抗折强度得到提升，专利中晶须与硅灰均通过采购直接得到，无疑增加了产品成本。硅灰作为一种优秀的胶凝充填材料，在水泥中能促进了C-S-H凝胶的形成，显著改善晶须-水泥的微观结构和界面结合强度；上述专利中混凝土的透水性功能主要依靠水泥与水混合成料浆后可覆盖在粗骨料表面，形成丰富的孔系结构。由于粗骨料表面形成的孔结构较大，会在一定程度上降低混凝土的密实度，从而使得高透水性混凝土的抗压强度降低，迫切需要一种与水泥混合后可形成均匀的介孔结构，在不影响抗压强度的同时，提高其透水性。

基于此，有必要设计一种高强透水复合材料的制备方法，充分利用磷石膏为原料，并结合原料处理后含有的硅灰制备出能显著改善晶须-水泥的微观结构和界面结合强度的高强透水复合材料，有效提高纤维与水泥基材料结合强度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中生产水回用的不足，提供一种高强透水复合材料的制备方法，能够充分利用磷石膏为原料，并结合原料处理后含有的硅灰制备出能显著改善晶须-水泥的微观结构和界面结合强度的高强透水复合材料，有效提高纤维与水泥基材料结合强度。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种高强透水复合材料的制备方法，它包括如下步骤：

步骤1、以磷石膏为原料，加入助晶剂后，添加到酸溶液中，在一定的温度下搅拌反应；

步骤2、反应结束后，对混合物直接进行冷却结晶；

步骤3、结晶完成后，过滤，滤液直接返回至步骤1重复利用，滤饼洗涤干燥，干燥完成的滤饼即为高强透水复合材料。

优选地，步骤1中助晶剂为柠檬酸或聚丙烯酸，助晶剂与磷石膏的质量比为1：50-200。

优选地，步骤1中酸溶液为盐酸溶液或硝酸溶液，其中磷石膏与酸溶液的固液比为0.03-0.1，酸溶液的质量浓度为6％-8％。

优选地，步骤1中搅拌反应温度为80-90℃，反应时间为3-4h。

优选地，步骤1中还添加有多孔炭。