[发明专利]一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于：包括以下质量份配比的原材料：水泥720-780份，粉煤灰170-190份，硅灰170-190份，石英砂940-980份，钢纤维220-240份，纳米二氧化硅20-40份，减水剂25-30份，水170-180份。

2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于，所述的水泥为P.O 52.5型普通硅酸盐水泥，技术指标符合现行国家标准要求；所述的粉煤灰为满足GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求的I级灰。

3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于，所述的硅灰平均粒径为0.1-0.3um，比表面积≥15000m²/kg。

4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于，所述的石英砂为精制石英砂，粒径0.1-0.3mm。

5.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于，所述钢纤维为平直型或端钩型镀铜钢纤维，直径0.18-0.22mm，长度12-18mm，抗拉强度≥2500MPa。

6.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸盐高性能减水剂，减水率≥30％。

7.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料，其特征在于，所述的纳米二氧化硅粒径为20-50nm，二氧化硅含量≥99％，比表面积≥200000m²/kg。

8.一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)按照原材料质量份配比：水泥720-780份，粉煤灰170-190份，硅灰170-190份，石英砂940-980份，钢纤维220-240份，纳米二氧化硅20-40份，减水剂25-30份，水170-180份，称取各组份原材料；

(2)将称取好的纳米二氧化硅与水以转速2000r/min-2800r/min进行磁力分散5-8min，然后，使用振动频率为15-20kHz的超声分散设备分散10-15min，制得纳米二氧化硅水溶液；

(3)将所称取减水剂加入步骤(2)所得到的纳米二氧化硅水溶液中，缓慢搅拌均匀，得到混合液；

(4)将称取好的水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂依次加入混凝土搅拌机进行搅拌，搅拌时间为60-90s；

(5)将步骤(3)得到混合液和所称取钢纤维加入混凝土搅拌机，搅拌5-10min，得到复合材料拌合物；

(6)将步骤(5)所得复合材料拌合物注入模具中，振捣密实后覆盖塑料薄膜防止水分蒸发；

(7)在20℃±5℃的环境中静置22-26h后拆模，使用90-95℃蒸汽养护70-80小时，然后使用混凝土标准养护方法养护到规定龄期，得到一种纳米二氧化硅改性高抗拉强度应变硬化水泥基复合材料。