本发明涉及建筑材料，具体涉及一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法。
背景技术：
1、连续型玄武岩纤维是一种环保材料，从熔融的火山岩中在1400-1500℃的温度下挤压而成。由于玄武岩纤维具有模量好、强度高、破坏应变大、稳定性好、耐热化学腐蚀等优点，被认为是水泥基体较好的增强材料。玄武岩纤维与其他化学物质接触时无化学反应，是一种生态友好型材料。但玄武岩纤维网络骨架的主要成分是si-o键，在碱性环境下仍能与oh-发生反应。因此急需开发一种耐碱玄武岩纤维以改善玄武岩纤维及其增强水泥基胶凝制品的力学性能的退化问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，以提高玄武岩纤维在水泥基胶凝材料中的耐碱性能。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将玄武岩和添加料经球磨混合，得到玄武岩纤维原料；
5、s2、将玄武岩纤维原料逐步加热至1350-1600℃，再均质5-10h得到玄武岩熔体；
6、s3、将玄武岩熔体进行淬火，得到玄武岩玻璃；
7、s4、将玄武岩玻璃在1250-1450℃的条件下进行拉丝产生热纤维进行拉丝产生热纤维，并对热纤维进行改性得到耐碱玄武岩纤维，所述改性为在拉丝过程中将耐碱浆料涂覆于热纤维上。
8、所述s4中，在拉丝过程中，通过拉丝机上与液体漏斗相连的容器将耐碱浆料涂覆于热纤维上。
9、作为优选，所述s1中，玄武岩和添加料经球磨混合后通过筛板从磨球中分离出来，得到玄武岩纤维原料；
10、作为优选，所述s3中，将玄武岩熔体快速倒在耐热钢板上淬火，得到玄武岩玻璃；
11、作为优选，所述s4中，将玄武岩玻璃在1320℃的条件下，采用铂铑合金漏板进行拉丝。
12、进一步地，所述耐碱浆料是将纳米tio2与纳米ta2o5在蒙脱土上进行负载得到的，制备方法包括以下步骤：
13、步骤a：将10ml且浓度为6mol/l的hcl缓慢滴入2.5ml且浓度为0.08mol/l的ticl4溶液中得到第一溶液，再缓慢加入蒸馏水稀释至第一溶液的体积为100ml，充分搅拌直至第一溶液澄清，再加入浓度为5mol/l的氨水调节第一溶液的ph值到8-9，氨水与第一溶液的体积比为1:1，放置室温陈化3h后得到纳米tio2前驱体溶液；
14、步骤b：将8g乙醇钽加入20ml的乙醇中，配成乙醇钽-乙醇溶液，再缓慢加入蒸馏水稀释乙醇钽-乙醇溶液的体积至100ml，充分搅拌接着加入浓度为5mol/l的氨水调节乙醇钽-乙醇溶液的ph值到8-9，氨水与乙醇钽-乙醇溶液的体积比为1:1，升温至80℃-85℃保温30min后得到纳米ta2o5前驱体溶液；
15、步骤c：将钠基蒙脱土在蒸馏水中用超声波处理，得到蒙脱土悬浮液，蒙脱土悬浮液的固含量为20wt％；
16、步骤d：按照每1g蒙脱土对应5mmol ti4+和5mmol ta5+的量，将纳米tio2前驱体溶液和纳米ta2o5前驱体溶液滴加到蒙脱土悬浮液中搅拌均匀，使用硼酸调节ph为5-7，得到耐碱浆料，耐碱浆料中蒙脱土的最终浓度为4g/l。
17、进一步地，所述添加料包括金红石、重晶石和锆英石。
18、进一步地，所述玄武岩纤维原料包括以下重量百分比计的成分：
19、
20、进一步地，所述金红石的主要成分为tio2，tio2的含量≥95wt％；所述重晶石的主要成分为baso4，baso4含量为92-98wt％；所述锆英石含有以下重量百分比的成分：zro2:62-67wt％，sio2:28-32wt％。
21、进一步地，所述玄武岩含有以下重量百分比的矿物：sio2:45-55wt％，al2o3:12～15wt％，fe2o3:9.5～13wt％，tio2:2.0～3.0wt％，cao:5.0～8.5wt％，mgo:5.0～8.5wt％，k2o:1.5～3.5wt％，na2o:3.5～4.5wt％。
22、进一步地，所述玄武岩纤维原料的平均粒径为65-80μm。
23、进一步地，所述s2中优选为：将玄武岩纤维原料置于高温马弗炉中以250℃/h加热至1000℃，再30℃/h进一步加热至1550℃，然后在1550℃均质6h，得到玄武岩熔体。
24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25、1、本发明使用的锆英石含有zr元素，金红石含有ti元素，而zr4+、ti4+和si4+的半径相似，zr4+、ti4+能够以网状物[zro4]4+、[tio4]4+的形式取代部分si4+，以连接破碎的硅氧网络。[zro4]4+、[tio4]4+和[sio4]4+形成钛硅酸盐混合骨架，增强了网络结构，提高了玄武岩纤维的耐碱性能与抗拉性能。而重晶石是一种含钡的硫酸盐类矿物，其中的baso4属于难溶化合物，能够抵抗碱的腐蚀。因此使用锆英石、金红石和重晶石协同作用显著提高纤维耐碱侵蚀性能。
26、2、当玄武岩纤维应用于水泥胶凝材料中，oh-缓慢扩散到纤维内部，破坏硅铝网络结构，而si和al以可溶性离子的形式扩散到溶液中，同时纤维内部的mg2+、fe3+、ca2+、zr4+和ti4+缓慢扩散到表面，生成耐碱化合物，形成保护层，减缓了纤维在碱溶液中的进一步损伤。而zr4+和ti4+共同产生的保护层相比于单独zr4+或ti4+产生的保护层的致密性更好，能够大幅提高玄武岩纤维的耐碱性。
27、3、与其他改性玄武岩纤维的研究不同，本发明使用玄武岩纤维作为基底，不需要繁琐的步骤，通过一步法进行表面改性。由于在纤维刚拉出时温度相对较高，因此负载纳米tio2与纳米ta2o5的蒙脱土很容易沉积在玄武岩纤维上，且该耐碱料浆具有良好的分散性，能够在玄武岩纤维表面均匀涂覆。玄武岩纤维与蒙脱土的硅羟基发生反应形成新的si-o-si键，从而提高玄武岩纤维的耐碱性能与抗拉性能。
28、tio2与ta2o5在酸性和碱性条件下都非常稳定，能够防止碱性溶液的入侵，从而抑制纤维的溶解和破坏。同时，包覆纳米tio2与纳米ta2o5的蒙脱土具有大比表面积，且ta2o5的加入使tio2涂层表面的-oh基团增多，-oh基团与水泥基胶凝材料中的oh-发生反应并在涂层表面形成负电荷，增加蒙脱土的吸附能力，使ca2+、ba2+等在涂层表面沉积，形成了更加致密的表面保护层，限制腐蚀性碱性介质进入纤维。
1.一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述耐碱浆料是将纳米tio2与纳米ta2o5在蒙脱土上进行负载得到的，制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述添加料包括金红石、重晶石和锆英石。
4.根据权利要求3所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维原料包括以下重量百分比计的成分：
5.根据权利要求3所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述金红石的主要成分为tio2，tio2的含量≥95wt％；所述重晶石的主要成分为baso4，baso4含量为92-98wt％；所述锆英石含有以下重量百分比的成分：zro2:62-67wt％，sio2:28-32wt％。
6.根据权利要求1所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述玄武岩含有以下重量百分比的矿物：sio2:45-55wt％，al2o3:12～15wt％，fe2o3:9.5～13wt％，tio2:2.0～3.0wt％，cao:5.0～8.5wt％，mgo:5.0～8.5wt％，k2o:1.5～3.5wt％，na2o:3.5～4.5wt％。
7.根据权利要求1所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维原料的平均粒径为65-80μm。
8.根据权利要求1所述的一种水泥基胶凝材料用耐碱玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述s2中优选为：将玄武岩纤维原料置于高温马弗炉中以250℃/h加热至1000℃，再30℃/h进一步加热至1550℃，然后在1550℃均质6h，得到玄武岩熔体。
