[發(fā)明專利]一種工程水泥基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810324644.4
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108585671B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣金洋;馮滔滔;王鳳娟;周文靜;王立國;許光遠(yuǎn);褚洪巖;武勝萍
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;B28C5/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 鄭立發(fā)

本發(fā)明公開了一種環(huán)境友好型工程水泥基復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料主要由以下重量份比例的原料制成：普通硅酸鹽水泥750?810份、礦渣720?780份、硅灰120?180份、膨脹劑18?28份、風(fēng)積砂430?530份、PE纖維18?22份、聚羧酸減水劑22?28份、水220?235份。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用風(fēng)積砂替換傳統(tǒng)河砂，并結(jié)合PE纖維制備出環(huán)境友好型工程水泥基復(fù)合材料，產(chǎn)品不僅抗壓強度與采用河砂作為細(xì)集料的ECC相當(dāng)，而且可以保證其高延性與高韌性，使風(fēng)積砂實現(xiàn)“變廢為寶”。此外，本發(fā)明利用逆流原理或橫向流原理，采用旋轉(zhuǎn)式混合攪拌機(jī)，大大改善了PE纖維在攪拌過程中的分散效果，可以顯著提高工程水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型工程水泥基復(fù)合材料及其制備方法，屬于工程水泥基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著各種超高層、大跨度結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)混凝土由于其脆性大、易開裂等缺點，已無法滿足復(fù)雜工程的需求，因此各種新型建筑材料應(yīng)運而生。工程水泥基復(fù)合材料ECC誕生于上世紀(jì)90年代，組成材料以水泥、砂以及礦物摻合料構(gòu)成基體，并采用短纖維作為增強材。與普通混凝土不同，柔性纖維的摻入使ECC具備高延性與高韌性，在受拉或受彎時可以呈現(xiàn)應(yīng)變硬化行為以及多縫開裂的特征，有著良好的應(yīng)用前景。

基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模發(fā)展消耗了大量砂資源，尤其是在我國西北部地區(qū)，天然砂數(shù)量短缺，從外地購置無疑將會大大增加工程成本，因此迫切需要一種新的建筑材料替代天然河砂。我國沙漠總面積達(dá)130.8萬平方公里，約占全國總土地面積的13.6％，若能就地取材，將風(fēng)積砂作為一種建筑用砂運用于混凝土中，不僅可以節(jié)約資源，也為建筑材料的選擇開啟了新的途徑。

由于風(fēng)積砂顆粒粒徑較細(xì)，細(xì)度模數(shù)較小等特征，目前關(guān)于風(fēng)積砂在混凝土中的研究有限，ECC細(xì)集料主要以河砂或石英砂為主，風(fēng)積砂在ECC中的應(yīng)用尚未見到。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)境友好型工程水泥基復(fù)合材料(Environment-friendly ECC)及其制備方法。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種環(huán)境友好型工程水泥基復(fù)合材料，其特征在于，其主要由以下重量份比例的原料制成：

普通硅酸鹽水泥750-810份、礦渣720-780份、硅灰120-180份、膨脹劑18-28份、風(fēng)積砂430-530份、PE纖維18-22份、聚羧酸減水劑22-28份、水220-235份。

所述的普通硅酸鹽水泥為PII·52.5級普通硅酸鹽水泥。

所述的礦渣為S95級礦渣。

所述的硅灰中SiO₂含量應(yīng)大于等于95％，比表面積不宜小于15000m²/kg。

所述的膨脹劑為鈣質(zhì)膨脹劑，淡黃色粉末，比表面積大于等于200m²/Kg，1.18mm篩篩余小于等于0.5％，限制膨脹率水中7d大于等于0.06％，水中7d轉(zhuǎn)空氣中21d大于等于-0.01％。

所述的風(fēng)積砂細(xì)度模數(shù)為1.2-1.4，粒徑為0-1.25mm，密度為2.55-2.70g/cm³，吸水率為0.6-0.8％。

所述的PE纖維直徑大于等于12μm，長度大于等于8mm，長徑比為666-668，抗拉強度大于等于2790MPa。

所述的聚羧酸高效減水劑的固含量大于等于40％(質(zhì)量含量)，減水率大于等于33.9％。

所述水為自來水或飲用水，符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63-2006)的要求。

本發(fā)明還提供了所述的混雜纖維增強超高強度混凝土的制備方法，包括以下步驟：