[發明專利]一種纖維增強高韌性水泥基材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810281046.3
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108249867A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 何飛
• 申請（專利權）人: 合肥市閔葵電力工程有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司 34130
• 代理人: 武金花

本發明公開了一種纖維增強高韌性水泥基材料及其制備方法，包括以下重量份數的原料組成：聚合物乳液10?20份、硅酸鹽水泥30?50份、粉煤灰15?25份、鋼纖維7?15份、硅灰6?14份、碳納米管4?10份、分散劑1?5份、減水劑2?5份、增稠劑0.5?3.5份和水12?18份。本發明通過聚合物乳液、鋼纖維的復合摻入，同時增加混凝土基體柔性以及混凝土開裂后鋼纖維與混凝土的粘結強度，從而達到增強混凝土韌性的目的，聚合物乳液能在混凝土中脫水硬化成三維的連續膜狀結構，使得混凝土表現出高張力、良好的可塑性、高的沖擊韌性，并且聚合物乳液能使鋼纖維與水泥粘結緊密，提高了該材料的抗裂性能。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，具體涉及一種纖維增強高韌性水泥基材料及其制備方法。

背景技術

建筑材料是建筑工程的基礎，而混凝土是應用最廣泛的建筑材料，其主要成分包括水泥、摻合物和骨料，加水攪拌后硬化而成，具有工藝簡單、防火性能等優點。但混凝土具有抗拉強度低、韌性差和開裂后裂縫寬度難以控制等缺點，因此，在傳統的鋼筋混凝土結構中，由于裂縫導致鋼筋銹蝕而出現的工程事故經常發生。混凝土結構裂縫直接影響著結構的耐久性和工程的使用壽命，最終導致混凝土結構過早地劣化甚至完全喪失使用功能。為克服混凝土這些缺點，碳纖維混凝土和鋼纖維混凝土等應運而生，這類混凝土的纖維摻量通常小于2%，這樣做雖然一定程度上起到了減輕混凝土早期開裂，提高材料抗彎韌度等作用，但在直接拉伸荷載作用下仍發生應變軟化破壞，開裂后裂縫馬上進入局部化擴展階段。

基于此，有必要提供一種纖維增強高韌性水泥基材料及其制備方法，以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

鑒于上述對現有技術的分析，本發明提供一種纖維增強高韌性水泥基材料及其制備方法，制得水泥基材料具有較好的柔韌性、抗裂性和彎曲變形能力，解決了傳統混凝土抗拉強度低、韌性差和開裂后裂縫寬度難以控制等缺點。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：

一種纖維增強高韌性水泥基材料，包括以下重量份數的原料組成：聚合物乳液10-20份、硅酸鹽水泥30-50份、粉煤灰15-25份、鋼纖維7-15份、硅灰6-14份、碳納米管4-10份、分散劑1-5份、減水劑2-5份、增稠劑0.5-3.5份和水12-18份。

作為優選，包括以下重量份數的原料組成：聚合物乳液15份、硅酸鹽水泥40份、粉煤灰20份、鋼纖維11份、硅灰10份、碳納米管7份、分散劑3份、減水劑3.5份、增稠劑2份和水15份。

作為優選，所述聚合物乳液為丁苯乳液、聚丙烯酸酯乳液或乳化瀝青。

作為優選，所述粉煤灰為一級粉煤灰。

作為優選，所述分散劑為硬脂酸銅。

作為優選，所述減水劑為高效聚羧酸系減水劑，其固含量為20%，減水率25%。

作為優選，所述增稠劑為甲基纖維素。

本發明還提供了上述纖維增強高韌性水泥基材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按重量份數，首先將稱好的硅酸鹽水泥、粉煤灰、硅灰、碳納米管混合攪拌10-20min，然后加水和減水劑攪拌3-5min，再加入聚合物乳液、增稠劑攪拌3-5min，得到混合漿體；

（2）將上述混合漿體加熱至60-70度并保溫20-30min，然后降溫至室溫后加入鋼纖維和分散劑，繼續攪拌直至纖維分散狀態良好、無結團，得到含纖維的混合漿體；

（3）將步驟（2）所得混合漿體倒入模具中成型，靜置4-6h后脫模，放入溫度為25度、濕度90%以上的養護室進行標準養護28d，即得纖維增強高韌性水泥基材料。

本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果：