[发明专利]一种新型高韧性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型高韧性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料组成：复合增强纤维10‑20份、硅酸盐水泥30‑50份、粉煤灰15‑25份、精细砂4‑10份、分散剂1‑5份、减水剂2‑5份、增韧剂0.5‑3.5份和水12‑18份。本发明可提高了材料的韧性以及阻裂作用，所述复合增强纤维通过分散剂均匀分布，并且改变了力学性能，显著提高了材料的抵抗变形的能力，混凝土的发生开裂和断裂的概率降低。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种新型高韧性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

建筑材料是建筑工程的基础，而混凝土是应用最广泛的建筑材料，其主要成分包括水泥、掺合物和骨料，加水搅拌后硬化而成，具有工艺简单、防火性能等优点。但混凝土具有抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点，因此，在传统的钢筋混凝土结构中，由于裂缝导致钢筋锈蚀而出现的工程事故经常发生。混凝土结构裂缝直接影响着结构的耐久性和工程的使用寿命，最终导致混凝土结构过早地劣化甚至完全丧失使用功能。为克服混凝土这些缺点，碳纤维混凝土和钢纤维混凝土等应运而生，这类混凝土的纤维掺量通常小于2%，这样做虽然一定程度上起到了减轻混凝土早期开裂，提高材料抗弯韧度等作用，但在直接拉伸荷载作用下仍发生应变软化破坏，开裂后裂缝马上进入局部化扩展阶段。

基于此，有必要提供一种新型高韧性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种具有高韧性，能减少开裂和断裂的新型高韧性纤维增强水泥基复合材料。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种新型高韧性纤维增强水泥基复合材料，包括以下重量份数的原料组成：复合增强纤维10-20份、硅酸盐水泥30-50份、粉煤灰15-25份、精细砂4-10份、分散剂1-5份、减水剂2-5份、增韧剂0.5-3.5份和水12-18份。

作为优选，包括以下重量份数的原料组成：复合增强纤维15份、硅酸盐水泥40份、粉煤灰20份、精细砂7份、分散剂3份、减水剂3.5份、增韧剂2份和水15份。

作为优选，所述复合增强纤维为重量比为2-4:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。

作为优选，所述粉煤灰为I级粉煤灰。

作为优选，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。

作为优选，所述减水剂为减水率为40%的聚羧酸减水剂。

作为优选，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

本发明还提供上述的新型高韧性纤维增强水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份数，首先将称好的硅酸盐水泥、粉煤灰、精细砂混合搅拌10-20min，然后加水搅拌3-5min，再加入减水剂、增韧剂搅拌3-5min，得到混合砂浆；

（2）将上述混合砂浆加热至60-70℃并保温20-30min，然后降温至室温后加入复合增强纤维和分散剂，继续搅拌直至纤维分散状态良好、无结团，得到水泥基复合材料；

（3）将水泥基复合材料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28-36d，即得新型高韧性纤维增强水泥基复合材料。

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：

（1）本发明提出的新型高韧性纤维增强水泥基复合材料，可提高了材料的韧性以及阻裂作用，所述复合增强纤维通过分散剂均匀分布，并且改变了力学性能，显著提高了材料的抵抗变形的能力，混凝土的发生开裂和断裂的概率降低。