一种异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备方法[0002]水泥是建筑工业的三大基本材料之一，素有“建筑工业的粮食”之称，即使是在新型建筑材料不断出现的今天，水泥仍然是最主要的建筑材料。水泥很少单独使用，更多的是作为一种胶体与其他材料组合形成复合材料使用，使用最广泛的水泥基复合材料是混凝土。由于混凝土的断裂韧性、抗拉，抗弯强度都存在不足，所以出现了纤维增强的水泥基复合材料，这是一种将短纤维(钢纤维、碳纤维及聚合物纤维等)做为集料与混凝土搅拌形成的新的复合材料，借助短纤维与水泥浆料的结合形成不连续增强作用，可有效改善混凝土的韧性和强度。此外，还有一种聚合物水泥基复合材料被广泛研究，聚合物以乳液形态参与水泥的固化过程，通过对水泥硬化过程的影响改变水泥的性能。聚合物既是增强材料，又是胶体材料，对水泥起到增韧，增塑，填孔和固化的作用，能大幅改善混凝土材料的强度性能。但上述的新型水泥基复合材料，仍是困囿在混凝土的研究构想，也就是说仍然在传统水泥材料的范畴。
[0003]本发明目的 是提供一种异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备方法，目的是获得轻质、闻强的水泥建筑材料。[0004]异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备方法，按以下步骤实现:[0005]一、聚合物异形结构的制作:采用熔积成形法将热塑性材料加工成具有高稳定性的空间结构；其中热塑性材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙或者聚氨酯；[0006]二、水泥浆料制作:按照体积比1: (I~4): (I~1.5)将普通硅酸盐水泥、细骨料与水搅拌均匀；[0007]三、轻质水泥复合材料成形:将聚合物异形结构在模具内固定，聚合物异形结构占模具内体积的0.1 %~30 %，然后在振动条件下灌注水泥浆料，灌注后自然干燥定型，经开模、清理、修型后即完成异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备。
[0008]本发明独立于现有的水泥基复合材料体系，将不连续的增强相改变为连续的增强相，借助聚合物异形结构的整体性和良好的柔韧性有效提高水泥的使用强度，实现了水泥基复合材料与预定结构制作的一体化成形，同时降低结构件的重量，工艺简单，具有良好的可操作性。
[0009]本发明的优势在于:使用连续的聚合物异形结构网络取代不连续的聚合物纤维，将水泥基复合材料的增强机制由不连续增强相的独立增强改善为连续增强相的协同增强，有效提升水泥基复合材料的使用性能；去除了水泥混凝土中的粗骨料，可有效降低材料的重量，减重40% -50% ;水泥基复合材料采用灌注式成形，不改变水泥浆料的流动性能；增强相的结构可自由设计，复合材料与预制结构一体化成形。综上，对比于现有纤维增强水泥基复合材料，具有制作工艺简单，成本低，工艺过程可设计性强，使用原料丰富，能有效降低水泥建筑材料的重量等优点，是一种轻质，高强的新型水泥基结构材料，丰富了水泥建筑材料种类。



[0010]图1为实施例中制备所得异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的结构示意图。
[0011]本发明技术方案不局限于以下所列举，还包括各间的任意组合。
[0012]一:本实 施方式异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备方法，按以下步骤实现:
[0013]一、聚合物异形结构的制作:采用熔积成形法将热塑性材料加工成具有高稳定性的空间结构；其中热塑性材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙或者聚氨酯；
[0014]二、水泥浆料制作:按照体积比1: (I~4): (I~1.5)将普通硅酸盐水泥、细骨料与水搅拌均匀；
[0015]三、轻质水泥复合材料成形:将聚合物异形结构在模具内固定，聚合物异形结构占模具内体积的0.1%~30%，然后在振动条件下灌注水泥浆料，灌注后自然干燥定型，经开模、清理、修型后即完成异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备。
[0016]本实施方式步骤一中聚合物异形结构的尺寸可根据工程实际需要制作；
[0017]本实施方式步骤二中细骨料颗粒尺寸O~5mm级配。
[0018]本实施方式步骤三中振动条件下灌注水泥浆料目的是保证水泥浆料与聚合物异形结构的充分结合。
[0019]本实施方式步骤三中模具形状根据工程实际需要制作，材质不限。
[0020]二:本实施方式与一不同的是，步骤一中具有高稳定性的空间结构为金刚石立体网络结构或者石墨晶体的六边形立体网络结构。其它步骤及参数与一相同。
[0021]三:本实施方式与一或二不同的是，步骤二中按照体积比1: 2: I将硅酸盐水泥与细骨料搅拌均匀。其它步骤及参数与一或二相同。
[0022]四:本实施方式与一或二不同的是，步骤二中按照体积比1: 3: 1.5将硅酸盐水泥与细骨料搅拌均匀。其它步骤及参数与一或二相同。
[0023]采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0024]实施例:
[0025]异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备方法，按以下步骤实现:
[0026]一、聚合物异形结构的制作:采用熔积成形法将热塑性材料加工成具有高稳定性的空间结构；其中热塑性材料为聚乙烯；
[0027]二、水泥浆料制作:按照体积比1: 3: I将普通硅酸盐水泥、细骨料与水搅拌均匀；
[0028]三、轻质水泥复合材料成形:将聚合物异形结构在模具内固定，聚合物异形结构占模具内体积的10%，然后在振动条件下灌注水泥浆料，灌注后自然干燥定型，经开模、清理、修型后即完成异形聚合物结构增强的复合轻质水泥的制备。
[0029]本实施例步骤一中聚合物异形结构的尺寸为160X40X40mm;
[0030]本实施例步骤一中具有闻稳定性的空间结构为石墨晶体的TK边形立体网络结构。
[0031]本实施例步骤二中细骨料颗粒尺寸O~5_级配。
[0032]本实施例步骤三中振动条件下灌注水泥浆料目的是保证水泥浆料与聚合物异形结构的充分结合。
[0033]本实施例步骤三中模具形状为长方体，材质为木质。
[0034]本实施例中所得异形聚合物结构增强的复合轻质水泥，其结构示意图如图1所示，可见聚合物异形结构作为连续的增强相，整体性良好并与水泥浆料紧密结合完成一体化成形。
[0035]本实施例中所得异形聚合物结构增强的复合轻质水泥，经检测，其抗压强度可达40MPa以上，远高于水 泥砂浆的20MPa，已达到高强混凝土的强度标准。