[发明专利]一种水泥基材料增韧用水镁石纤维膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料增韧材料，特别涉及一种水泥基材料增韧用水 镁石纤维膏及其制备方法。

背景技术

水泥混凝土是一脆性材料。它抗拉能力小，抗折强度低，变形性能差，难 以抑制裂纹的萌生和扩展。一旦过载，混凝土就会出现断裂。尤其是高强混凝 土和高标号高性能混凝土，脆性更大。因此，提高水泥混凝土的抗折强度和韧 性以延长混凝土的使用寿命，是水泥混凝土材料的一个非常重要的研究方向。

在混凝土成分中引入增强纤维制成纤维混凝土复合材料是改善混凝土韧 性、提高混凝土抗折强度的有效措施之一。它可以体现混凝土抗压强度高的特 点，同时发挥纤维抗拉强度高的长处，还利用纤维在混凝土承载中的脱粘、拔 出、桥接、载荷传递等作用，增加混凝土承载中吸收能量的能力，从而大大增 加混凝土的抗裂性、韧性以及抗渗性、抗冲击性和疲劳强度。目前在工程中用 到的纤维混凝土主要有：钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、以及合成有机纤维 混凝土。这些纤维混凝土都无一例外地因为其中所用的增强纤维造价高昂而影 响其广泛应用。因此，探索和研究具有较好的增强增韧作用，与硅酸盐水泥混 凝土具有较好的结合性，且施工便利，经济可行的增强纤维材料，对于改善水 泥混凝土材料的性能，具有一定的现实意义。

水镁石纤维是一种对人体无害的天然矿物纤维。与一般纤维材料相比，具 有中等强度和很强的抗碱性，与水泥具有很好的结合强度。目前，国内已有将 水镁石纤维用作轻质空心隔墙条板、水泥板、瓦、水泥砂浆、硅酸钙及微孔硅 酸钙隔热材料中的增强材料，所用的水镁石纤维都是等级为五级以上的造价高 的长纤维。国家发明专利号ZL200410026323.4和申请号200810232242.8分别 介绍了以6级以下水镁石短纤维作为水泥混凝土及商品水泥砂浆增强材料的工 艺及配比，其中水镁石纤维的应用方法是将纤维、水泥、砂、石及外加剂同时 加入搅拌机中进行搅拌，得到混凝土或砂浆拌合物。这种应用方法虽然已使混 凝土或砂浆性能得到提高，但不能更有效地发挥纤维的作用。这是因为水镁石 纤维是一种天然产出的矿物纤维，以纤维聚集体形态产出。尽管在矿山加工中 已经经过机械松解，但并没有使纤维聚集体完全解离。肉眼可见的单根纤维直 径一般在微米以上量级，而实际上这些单根纤维是由很多更细小的纤维细丝聚 集在一起的，纤维细丝的直径可达到纳米量级。一般的混凝土机械搅拌时间约 0.5-3分钟。在这样短的搅拌时间内，难以将纤维聚集体完全劈分开。因此，水 镁石纤维在水泥基材料中以纤维束状态存在。这些纤维束中纤维细丝间结合力 较低，是材料受力破坏的薄弱点。另外，纤维不能以单个细丝均布于水泥基体 中，难以充分发挥每个纤维丝的增强增韧作用。而混凝土或砂浆制备中也不能 长时间混合搅拌。过长的搅拌时间不但会使混凝土或砂浆生产效率降低，而且 由于砂石的磨损作用，会使纤维受损而强度下降。另外，在水泥混凝土或水泥 砂浆拌合时直接使用水镁石纤维干粉还有可能造成粉尘飞扬，对生产环境不利。 还有，在混凝土或砂浆拌合的有些场合，比如偏远山区的道路工程施工时，由 于运输条件的限制，难以应用商品混凝土，大多采用现场拌合楼进行混凝土制 备。由于设备条件限制，混凝土现场制备中很难应用液体减水剂以及用量很少 的其它外加剂，这对于混凝土性能的提高不利。因此，开发一种既能发挥水镁 石短纤维的增韧作用，也不降低混凝土或砂浆生产效率，还可避免混凝土或水 泥砂浆拌合时纤维飞扬，便于在水泥混凝土或水泥砂浆中应用液体外加剂及用 量很少的其它外加剂的工艺方法，对于发挥水镁石纤维对混凝土或砂浆的增韧 作用，改善混凝土或砂浆的制备工艺或施工性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种水镁石纤维膏及其制造方法，用于水泥基 材料的增韧，可在水泥混凝土或砂浆拌合时避免粉尘飞扬，同时施工工艺性好、 利于在混凝土或砂浆中应用液体减水剂或其它外加剂。

本发明水镁石短纤维在水泥基复合材料中的应用，不但降低水泥基材料的 生产效率，且能有效劈分纤维束，并使纤维易于在水泥基体中分散，利于纤维 增韧作用的发挥。

本发明是通过以下技术方案实现的：

包括天然水镁石纤维、减水剂和水，天然水镁石纤维∶高效减水剂∶水的 重量配比为1∶(0.2-1.2)∶(0.15-0.75)。

其中天然水镁石纤维为6级或7级纤维。