[發明專利]一種生態納米顆粒增強水泥基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310260592.6
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103319129A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 郭麗萍;孫偉;黃偉;樊俊江
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 齊旺

技術領域

本發明屬于建筑材料和基礎工程建設領域，涉及一種水泥基復合材料及其制備方法。??

背景技術

超高性能水泥基復合材料是20世紀80年代發展起來的一種新材料，具有超高的強度、耐久性和工作性，最先出現在法國。與普通水泥基復合材料和高性能水泥基復合材料相比，其具有優異的力學性能和耐久性，并且由于在其體系內摻加了大量的纖維，在受力開裂過程中存在多縫開裂和應變強化的過程，韌性顯著提高，具有極強的阻裂能力。最近十幾年來，由于其具有相同或超過金屬和有機高分子材料的優異性能，超高性能水泥基復合材料進入了機械制造、電子工業以及航空航天等高技術領域，大大的拓寬了這一無機非金屬材料的應用范圍。可以預見，超高性能水泥基復合材料在未來必將獲得更為廣泛的應用。?

從上世紀80年代開始，國際上先后出現了多種超高性能水泥基復合材料。1981年，英國牛津大學冶金與材料科學系和帝國化學工業公司的科研人員，用普通水泥作為原材料，摻加一些水溶性有機聚合物，采用熱壓成型工藝，首先制備出抗壓強度高達300MPa抗折強度高達300MPa的無宏觀缺陷（MDF）水泥材料。接著，1982年，丹麥國家實驗室的Bache等人首次研制出了DSP材料，全稱為高致密水泥基均勻體系（Densified?systern?containing?homogeneously?arranged?ultrafine?particles）。該材料是一種由70%～80%水泥和20%～30%平均尺寸只有0.1～0.2μm?超細材料組成的致密和高強的膠結材料。通過優化粒徑分布和加壓成型，從而保證了整個粉體材料緊密地堆積，DSP材料的抗壓強度可達到345MPa。然而這兩種材料的耐水性極差，其中的水泥組分不是靠水化而是靠加壓形成強度，因而對周圍環境濕度極為敏感，當形成強度后再遇水，未水化的水泥快速水化而引起體積膨脹，導致體系開裂，使強度大幅下降，從而限制了他們的應用。1993年，RPC?（Reactive?Powder?Concrete）的問世，在水泥基材料學術界引起了很大的震動，被認為是水泥基材料研究開發的一個重大突破。RPC是通過剔除粗骨料，摻加不同粒徑的摻合料，加壓成型，熱養護，摻入纖維等方法制得的最高強度的可達800MPa的超高性能水泥基材料。其主要特點是高強與較大的韌性，抗折強度大幅提高，從而克服了傳統水泥基材料脆性大，抗拉強度小的致命弱點。但是其成本昂貴且其成型工藝較為復雜，難以在工程中得到廣泛推廣，只在少數試點工程中得到了應用，例如加拿大的圣布魯克橋、韓國的仙游橋和法國的卡爾加里輕軌車站。因此，如何制備高強度等級的超高性能水泥基復合材料，同時降低其工藝成本，始終是超高性能水泥基復合材料推廣應用的技術難題。?