[發(fā)明專利]高延性水泥基復合材料預拌方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210066241.7
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102603234A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 錢吮智;張志剛;趙婷;孫佳然;崔凱;吳進;章靜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明具體涉及改善纖維在高延性水泥基復合材料中的分散均勻性的技術。屬于高延性纖維增強水泥基復合材料施工技術領域。

背景技術

ECC(Engineered?Cementitious?Composites)材料是一種高延性的纖維增強水泥基復合材料，是基于微觀力學原理優(yōu)化設計的具有偽應變硬化特性和多縫開裂特征的一種新型土木工程材料。其中聚乙烯醇纖維(PVA)體積摻量通常在2％左右，ECC的拉應變在2％～5％，是普通混凝土的幾百倍，抗壓強度在配合比合適的情況下可高達70～80?MPa。ECC材料的高拉應變能力是基于它在受拉過程中能夠形成“穩(wěn)定狀態(tài)開裂”。“穩(wěn)定狀態(tài)開裂”是指當拉應變超過1％時，ECC中的裂縫寬度會穩(wěn)定在60μm左右，隨著拉應變的提高，裂縫寬度不發(fā)生改變而微裂縫的數(shù)目不斷增加，即使在產(chǎn)生微裂縫后，ECC材料依然具有良好的抗?jié)B透性。由于裂縫寬度穩(wěn)定在60μm左右，在干濕循環(huán)的狀況下，在水的作用下，裂縫會自我修復重新愈合。因此，該材料具有高延性、高韌性、高承載力、耐久性、自修復和可持續(xù)性等典型特征，具有良好的耗能減震特性。ECC材料的使用可以大大提高建筑物的使用壽命，大大降低建筑物在服務年限內的總造價，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。近年來，ECC材料在世界范圍內得到推廣，在日本和美國等發(fā)達國家，ECC作為一種理想材料已經(jīng)被成功應用在水壩的修復、橋梁連接板、高層建筑的梁和橋面鋪裝等工程領域。

ECC作為高延性水泥基復合材料要求聚乙烯醇（PVA）等纖維分散均勻，呈三維亂向分布。如果纖維不能均勻散布，會導致在混凝土基體內沒有纖維或者纖維較少的區(qū)域形成薄弱地帶，從而影響到ECC材料的各種性能。在實驗室條件下，由于材料用量比較少，在攪拌機的高速攪拌下，可以達到纖維的均勻分散。在以往工程應用經(jīng)驗中，大規(guī)模的生產(chǎn)ECC時，往往是通過改變原材料的添加順序來改善纖維的分散性，在實際工程中盡管纖維分散性有所改善，但是依然會有纖維成團的現(xiàn)象。

在實際工程中常用的濕拌法，首先在拌合樓/站中將水泥、粉煤灰、石英砂等干粉料和水及液態(tài)高效減水劑等攪拌成均勻的水泥漿體，然后將水泥漿體從拌合樓里裝入混凝土攪拌運輸車內，最后人工將PVA纖維逐步加入混凝土攪拌運輸車內。通過混凝土攪拌運輸車的攪拌筒內葉片的旋轉將PVA纖維分散，但是葉片的轉速比較慢，只有6—18?r/min，因此PVA纖維不能完全分散均勻，會產(chǎn)生纖維成團的現(xiàn)象，進而影響到ECC的性能，從而大大制約了ECC在我國工程中的應用推廣。在傳統(tǒng)的施工工序無法解決纖維分散性的狀況下，需要通過其它手段來解決纖維分散性不佳的問題，預拌高延性水泥基復合材料可以大大地改善PVA纖維的分散性，從而使其固有的優(yōu)良力學性能得到保持。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明要解決的技術問題是提出一種施工工序，最終可以解決PVA等纖維（或其他纖維如聚丙烯/PP纖維，玄武巖/basalt纖維等）分散不均勻的問題，最終使得纖維可在水泥基體內達到三維亂向分布。

技術方案：為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

1.?現(xiàn)有技術是濕拌，本發(fā)明是干拌；

2.?現(xiàn)有技術是后加纖維，本發(fā)明是先加纖維；?

高延性水泥基復合材料預拌方法是將水泥、粉煤灰、石英砂、粉狀高效減水劑、纖維預先攪拌均勻，最后在工地現(xiàn)場加入適量的水，并進行攪拌，在攪拌過程中對漿體進行跳桌流動度實驗，直至漿體擴展直徑達到20mm以上并且纖維分散均勻，操作時包括如下步驟：?

步驟1：在大型攪拌站/樓/機中，首先加入水泥、粉煤灰、石英砂和粉狀高效減水劑，并將其在低速檔攪拌10~15分鐘，然后加入纖維并在高速檔攪拌10~15分鐘，使得各組分混合均勻，制成高延性的纖維增強水泥基復合材料ECC干料混合料；

步驟2：用混凝土攪拌運輸車將預拌均勻的ECC干料混合料運到施工現(xiàn)場，或將包裝好的預拌ECC干料混合料用卡車運至施工現(xiàn)場，裝入現(xiàn)場的小型攪拌機中，最后加入適量水攪拌均勻；

步驟3：在施工現(xiàn)場向攪拌運輸車中加入水，然后攪拌運輸車攪拌桶以轉速18?r/min進行攪拌；或將加水后基本攪拌均勻的ECC水泥材料從攪拌運輸車中倒入施工現(xiàn)場的攪拌機里，最后進行二次強化攪拌直至纖維分散均勻，

步驟4：待纖維水泥漿體在跳桌流動度實驗條件下擴展半徑達到20mm以上的時候即可停止攪拌，進行施工。