[發明專利]多尺度纖維增強的高性能水泥基復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310225204.0
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103373840A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 曹明莉;張聰;李勇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B16/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

1.一種多尺度纖維增強的高性能水泥基復合材料，其特征在于，該纖維增強的水泥基復合材料包括基體和多尺度纖維體系，基體包括水泥和砂，水泥：水：砂的比例為1：0.3~0.5：0.3~0.7。多尺度纖維體系包括鋼纖維、聚乙烯醇纖維和碳酸鈣晶須，其用量為纖維增強水泥基材料體積百分比的2.4~5.6?vol.%，鋼纖維：PVA纖維：碳酸鈣晶須的體積比為1：0.1~1.2：0.3~5.3。

2.根據權利要求1所述的纖維增強的水泥基復合材料，其特征在于，所述的水泥采用普通硅酸鹽水泥；所述的砂采用中砂或具有相似特征的細骨料。

3.根據權利要求1或2所述的纖維增強的水泥基復合材料，其特征在于，所述的鋼纖維為纖維混凝土通用的鋼纖維，長度10-35mm，直徑0.2-0.55mm，抗拉強度不低于2000MPa；所述的聚乙烯醇短切纖維，長度3-18mm，直徑30-40μm，抗拉強度不低于1100MPa，彈性模量不低于41GPa；所述的碳酸鈣晶須長度20-30μm，直徑0.5-2μm，長徑比15-60，抗拉強度3-6GPa，彈性模量410-710GPa。

4.根據權利要求1或2所述的纖維增強的水泥基復合材料，其特征在于，上述的纖維增強的水泥基復合材料還包括減水劑，減水劑與水泥的質量百分比為0.2-0.4%；所述的減水劑是萘系高效減水劑或是聚羧酸系高效減水劑。

5.根據權利要求3所述的纖維增強的水泥基復合材料，其特征在于，上述的纖維增強的水泥基復合材料還包括減水劑，減水劑與水泥的質量百分比為0.2-0.4%；所述的減水劑是萘系高效減水劑或是聚羧酸系高效減水劑。

6.權利要求1或2任一所述的纖維增強的水泥基復合材料的制備方法，其特征包括以下步驟：

（1）將水泥、砂和碳酸鈣晶須混合攪拌均勻；

（2）將水加入攪拌機和步驟（1）得到的拌合物一起攪拌均勻；

（3）將聚乙烯醇纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（4）將鋼纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（5）澆筑成型：將攪拌均勻后的物料注入模具，在振動臺上振動60s；

（6）脫模養護：先養護至脫模后，繼續養護至28d以上，成為最終產品。

7.權利要求3所述的纖維增強的水泥基復合材料的制備方法，其特征包括以下步驟：

（1）將水泥、砂和碳酸鈣晶須混合攪拌均勻；

（2）將水加入攪拌機和步驟（1）得到的拌合物一起攪拌均勻；

（3）將聚乙烯醇纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（4）將鋼纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（5）澆筑成型：將攪拌均勻后的物料注入模具，在振動臺上振動60s；

（6）脫模養護：先養護至脫模后，繼續養護至28d以上，成為最終產品。

8.權利要求4所述的纖維增強的水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，

（1）將水泥、砂和碳酸鈣晶須混合攪拌均勻；

（2）將水和減水劑加入攪拌機和步驟（1）得到的拌合物一起攪拌均勻；減水劑采用粉劑或水劑的方式加入：加入粉劑減水劑時，粉劑減水劑與水泥混合一起加入；加入水劑減水劑時，水劑減水劑與水混合一起加入；

（3）將聚乙烯醇纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（4）將鋼纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（5）澆筑成型：將攪拌均勻后的物料注入模具，在振動臺上振動60s。

9.權利要求5所述的纖維增強的水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，

（1）將水泥、砂和碳酸鈣晶須混合攪拌均勻；

（2）將水和減水劑加入攪拌機和步驟（1）得到的拌合物一起攪拌均勻；減水劑采用粉劑或水劑的方式加入：加入粉劑減水劑時，粉劑減水劑與水泥混合一起加入；加入水劑減水劑時，水劑減水劑與水混合一起加入；

（3）將聚乙烯醇纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（4）將鋼纖維加入攪拌機中一起攪拌均勻；

（5）澆筑成型：將攪拌均勻后的物料注入模具，在振動臺上振動60s。