水泥基浮力材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种水泥基浮力材料，其配方为：硅酸盐水泥与玻璃微珠的体积比为1：3～1：9；第一化学添加剂、硅酸盐水泥和水的质量比为：0.8～2.5：100：180～250，其中，所述第一化学添加剂为混凝土减水剂或表面活性剂。本发明还提供一种所述水泥基浮力材料的制备方法。

权利要求

1.一种水泥基浮力材料，其特征在于，其配方为：硅酸盐水泥与玻璃微珠的体积比为

1：3～1：9；第一化学添加剂、硅酸盐水泥和水的质量比为：0.8～2.5：100：180～250，其中，所述第一化学添加剂为混凝土减水剂或表面活性剂。

2.如权利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述玻璃微珠为最大粒径为

65μm～85μm的硅酸盐玻璃微珠。

3.如权利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述玻璃微珠的抗压强度为

3 3

20MPa～70Mpa且所述玻璃微珠的真实密度为0.3g/cm～0.6g/cm 。

4.如权利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述水泥基浮力材料进一步包括一第二化学添加剂，用于改善所述水泥基浮力材料的拌和物的粘聚性及匀质性。

5.如权利要求4所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述第二化学添加剂为水溶性纤维素，所述第二化学添加剂与硅酸盐水泥的质量比大于0：100小于等于0.05：100。

6.如权利要求1所述的水泥基浮力材料，其特征在于，所述水泥基浮力材料的容重为

3 3

500kg/m～900kg/m ，且其抗压强度达到3.0MPa以上。

7.一种水泥基浮力材料，其特征在于，其配方为：硅酸盐水泥与玻璃微珠的体积比为

1：3～1：9；混凝土减水剂、水溶性纤维素、硅酸盐水泥和水的质量比为：0.8～2.5：0～

0.05：100：180～250。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的水泥基浮力材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将所述硅酸盐水泥、玻璃微珠和上述化学添加剂干拌混合，形成一混合料；

S2：将水加入所述混合料中搅拌，形成一浆料；以及S3：将所述浆料注入模具并密封成型。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，常温下，所述密封成型的时间为7天以上。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，通过一次性或分次加入拌和用水，并控制总搅拌时间为35秒～300秒。

说明书

水泥基浮力材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水泥基浮力材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着海洋资源的开发，可泊式、移动式、固定式大型浮式结构将会成为海上生产、生活的重要基础设施。

[0003] 目前，深海潜器用浮力材料通常采用环氧树脂复合改性高强玻璃微珠制备而成。然而，尽管此种浮力材料强度高，但因其可燃，且成本昂贵，并不适于海上或水上大宗土木工程之用。

[0004] 水泥基材料是量大面广的土木工程材料。然而，一般的水泥基轻质材料，如泡沫3
混凝土、陶砂混凝土等，当其容重小于800kg/m时，抗压强度难以达到5MPa以上；在容重为
3
500kg/m左右时，抗压强度也鲜有达到2MPa者，通常小于1MPa。因此，它们难以用作海上或水上大型浮式结构建设的工程材料。

发明内容

[0005] 综上所述，有必要提供一种轻质、高强的水泥基浮力材料及其制备方法。

[0006] 一种水泥基浮力材料，其配方为：硅酸盐水泥与玻璃微珠的体积比为1：3～1：9；第一化学添加剂、硅酸盐水泥和水的质量比为：0.8～2.5：100：180～250，其中，所述第一化学添加剂为混凝土减水剂或表面活性剂。

[0007] 一种水泥基浮力材料，其配方为：硅酸盐水泥与玻璃微珠的体积比为1：3～1：9；混凝土减水剂：水溶性纤维素：硅酸盐水泥：水的质量比为：0.8～2.5：0～0.05：100：
180～250。

[0008] 一种上述的水泥基浮力材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将所述硅酸盐水泥、玻璃微珠和上述化学添加剂干拌混合，形成一混合料；S2：将水加入所述混合料中搅拌，形成一浆料；以及S3：将所述浆料注入模具并密封成型。

[0009] 与现有技术相比较，本发明提供的水泥基浮力材料的容重可以达到500kg/m3～3
900kg/m，且其抗压强度可达3.0MPa以上。从而使该水泥基浮力材料可以大量用作海上或水上大型浮式结构建设的工程材料。本发明实施例提供的水泥基浮力材料还具有原料来源广、成本低等特点。此外，本发明提供的水泥基浮力材料的制备方法还具有简单易行，易于工业化等特点。

附图说明

[0010] 图1为本发明实施例提供的水泥基浮力材料的制备方法流程图。

[0011] 主要元件符号说明

[0012] 无

[0013] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

[0014] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。

[0015] 本发明实施例提供一种水泥基浮力材料，其配方为：硅酸盐水泥与玻璃微珠的体积比为1：3～1：9；第一化学添加剂、硅酸盐水泥和水的质量比为：0.8～2.5：100：180～250。其中，所述第一化学添加剂可以为混凝土减水剂或增加粉体分散性的表面活性剂。所述水泥基浮力材料可以仅由上述材料组成。

[0016] 所述硅酸盐水泥可以为P.O42.5型硅酸盐水泥、P.O52.5型硅酸盐水泥、42.5R型硅酸盐水泥、52.5R型硅酸盐水泥或其它型号的普通水泥。

[0017] 所述玻璃微珠优选为最大粒径不超过65μm～85μm的硅酸盐玻璃微珠。所述玻3 3
璃微珠的抗压强度优选为20MPa～70MPa、真实密度优选为0.3g/cm～0.6g/cm 。

[0018] 所述混凝土减水剂可以是萘系减水剂、聚羧酸减水剂或其它种类的减水剂。

[0019] 所述水泥基浮力材料可以进一步包括一第二化学添加剂，该第二化学添加剂用于改善所述水泥基浮力材料拌和物的粘聚性及匀质性，其可以为水溶性纤维素等高分子化合物。所述第二化学添加剂与硅酸盐水泥的质量比可以为0～0.05：100。

[0020] 本发明实施例提供的水泥基浮力材料通过优化各种材料的比例，从而使该水泥基3
浮力材料可以获得较小的容重的同时达到较大的抗压强度，其容重可以达到500kg/m～
3
900kg/m，且其抗压强度可达3.0MPa以上。进而使该水泥基浮力材料可以大量用作海上或水上大型浮式结构建设的工程材料。另外，本发明实施例提供的水泥基浮力材料还具有原料来源广、成本低等特点。

[0021] 请参照图1，本发明实施例还提供一种水泥基浮力材料的制备方法，包括：

[0022] S1：将所述硅酸盐水泥、玻璃微珠和上述化学添加剂干拌混合，形成一混合料；

[0023] S2：将水加入所述混合料中搅拌，形成一浆料；以及

[0024] S3：将所述浆料注入模具并密封成型。

[0025] 在步骤S1中，可以用搅拌机干拌所述混合料，且所述干拌的时间优选为5秒～90秒。

[0026] 在步骤S2中，可以一次性或分次加入拌和用水，但应控制总搅拌时间为35秒～300秒。

[0027] 在步骤S3中，常温下，所述密封成型的时间为7天以上。所述密封成型可以在常温下进行。若采用高温养护，如50摄氏度以上，其密封成型的时间可适当缩短至2天内。

[0028] 本发明实施例提供的水泥基浮力材料的制备方法无需复杂的工艺，因此具有工艺简单，易于操作等特点。

[0029] 实施例1

[0030] P.O42.5金隅水泥体积与3M-S35型硅酸盐玻璃微珠的体积比为1：8；NF-6减水剂、P.O42.5金隅水泥与水的质量比为1.5：100：230。在20℃条件下，密封养护7天。测试3
其抗压强度为3.5±0.5MPa，容重约为550kg/m。

[0031] 实施例2

[0032] 与实施例1基本相同，不同之处在于密封养护28天。测试其抗压强度为3
4.2±0.3MPa，容重约为570kg/m。

[0033] 实施例3

[0034] P.O52.5R冀东硅酸盐水泥与3M-S60型硅酸盐玻璃微珠的体积比为1：3；聚羧酸型减水剂、羧甲基纤维素钠、P.O52.5R冀东硅酸盐水泥与水的质量比为0.8：0.05：100：3
200。在20℃条件下，密封养护7天。测试其抗压强度为7.8±0.5MPa，容重约为840kg/m。

[0035] 实施例4

[0036] 与实施例3基本相同，不同之处在于密封养护28天。测试其抗压强度为3
9.5±0.5MPa，容重约为850kg/m。

[0037] 另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。