[發(fā)明專利]一種高韌性水泥基復合材料

在審

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• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107382183A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 李曉琴;丁祖德;杜茜;陶毅
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種建筑材料，具體是摻加了聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，簡稱PVA）纖維的混凝土。

背景技術(shù)

混凝土是由水泥等膠凝材料、沙石骨料、水以及外加劑按一定比例拌合，經(jīng)硬化養(yǎng)護形成的人工石材。配合支護模板和鋼筋的使用，混凝土材料具有良好的可塑性、原材料豐富、價格低、強度高和耐久性好等優(yōu)點，廣泛應用于各類工程。但是混凝土材料抗拉、抗剪強度低，極限拉伸應變小，具有容易開裂，易發(fā)生脆性破壞的特點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性、高耐久性、高耗能、抗震和抗變形能力好的高韌性水泥基復合材料。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：本發(fā)明提供的高韌性水泥基復合材料的組分為水泥、粉煤灰、砂、水、減水劑和PVA纖維。其中，按質(zhì)量比計，水泥：粉煤灰：砂：水：減水劑=1：（1.0~1.2）：（0.6~0.8）：（0.42~0.57）：（0.001~0.003）；以水泥、粉煤灰、砂和減水劑混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的摻量為13~20kg/m³。

優(yōu)選的，所述水泥為P.O.42.5硅酸鹽水泥；所述粉煤灰為一級粉煤灰；所述砂的粒徑為0.2mm~0.4mm；所述PVA纖維的長度為12mm，直徑大于30μm，抗拉強度大于1200MPa，彈性模量大于30GPa，斷裂伸長率大于6%。

優(yōu)選的，上述高韌性水泥基復合材料中添加其減水率在40%以上的聚羧酸高效減水劑。

上述高韌性水泥基復合材料的制備方法具體為：將水泥、粉煤灰、砂干拌2分鐘后加入PVA纖維攪拌12分鐘直至均勻；之后再加入水、減水劑濕拌15分鐘直至均勻即得高韌性水泥基復合材料。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有的混凝土相比，本發(fā)明的高韌性水泥基復合材料具有如下的特點：

（1）本發(fā)明的高韌性水泥基復合材料的抗壓強度可以達到35MPa以上，極限拉伸應變大于3%，是普通素混凝土的300倍以上，在拉伸，彎曲和剪切荷載下具有應變硬化、多縫開裂的特性，是一種具有高韌性、高耐久性、高耗能、抗震和抗變形能力好的生態(tài)型建筑材料。

（2）本發(fā)明的高韌性水泥基復合材料制作工藝簡單、施工方便，同時與磚砌體、鋼結(jié)構(gòu)之間有良好的粘結(jié)性能。

（3）本發(fā)明的高韌性水泥基復合材料具有高韌性、極限拉伸應變大、抗剪強度高、抗變形能力好的特點，可以廣泛用于橋梁工程、道路路面工程、地下工程、抗震結(jié)構(gòu)、大變形結(jié)構(gòu)等工程中。

具體實施方式

實施例1：采用本實施例的高韌性水泥基復合材料覆蓋在鋼結(jié)構(gòu)中高30cm,寬3cm的平面縫。

該實施例的組分為水泥、粉煤灰、砂、水、減水劑和PVA纖維，按質(zhì)量比計，水泥：粉煤灰：砂：水：減水劑=1：1.0：0.6：0.42：0.001；以水泥、粉煤灰、砂和減水劑混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的摻量為13kg/m³。所用水泥為P.O.42.5硅酸鹽水泥；粉煤灰為一級粉煤灰；砂的粒徑為0.2mm~0.4mm；PVA纖維為日本生產(chǎn)的纖維，長度為12mm，直徑為39μm，抗拉強度為1620MPa，彈性模量為42.8GPa，斷裂伸長率為7%，添加Sika聚羧酸高效減水劑。

該實施案例制備方法為：將水泥、粉煤灰、砂干拌2分鐘后加入PVA纖維攪拌12分鐘直至均勻；之后再加入水、減水劑濕拌15分鐘直至均勻即得高韌性水泥基復合材料。

經(jīng)過三月的跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)本實施例的高韌性水泥基復合材料與鋼結(jié)構(gòu)之間有良好的粘結(jié)性能，能夠較好的覆蓋鋼結(jié)構(gòu)之間的平面縫。本實施例說明高韌性水泥基復合材料具有較好的粘結(jié)性能。

實施例2：該實施例的組分為水泥、粉煤灰、砂、水、減水劑和PVA纖維，其中，按質(zhì)量比計，水泥：粉煤灰：砂：水：減水劑=1：1.2：0.72：0.57：0.003；以水泥、粉煤灰、砂、減水劑混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的摻量為20kg/m³。所用水泥為P.O.42.5硅酸鹽水泥；粉煤灰為一級粉煤灰；砂的粒徑為0.2mm~0.4mm；PVA纖維為日本生產(chǎn)的纖維，長度為12mm，直徑為39μm，抗拉強度為1620MPa，彈性模量為42.8GPa，斷裂伸長率為7%，添加Sika聚羧酸高效減水劑。

該實施案例制備方法為：將水泥、粉煤灰、砂干拌2分鐘后加入PVA纖維攪拌12分鐘直至均勻；之后再加入水、減水劑濕拌15分鐘直至均勻即得高韌性水泥基復合材料。