[发明专利]一种超早强低收缩自密实纤维水泥基增强材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种超早强低收缩自密实纤维水泥基增强材料及制备方法，包括水泥60‑80份、砂30‑60份、矿粉5‑10份、改性矿粉5‑10份、改性粘土5‑10份、纤维素醚0.01‑0.05份、引气剂0.01‑0.03、轻烧白云石5‑10份、水20‑40份以及聚丙烯纤维和钢纤维，聚丙烯纤维占材料总体积的0.1‑0.4％，钢纤维分占材料总体积的0.2‑0.8％，本发明采用纤维素醚和引气剂等外加剂对水泥基材料的流动性和粘聚性进行改善，降低材料所需用水量，提升材料的填充性和抗离析性，采用改性矿粉和改性粘土，在保证早期强度的同时，协同增强早期强度和降低收缩并提升浆料的抗离析性，工作性好，能够依靠材料自重均匀密实填充复杂结构中。

技术领域

本发明涉及水泥基增强材料术领域，具体为一种超早强低收缩自密实纤维水泥基增强材料及制备方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，大量的房屋建筑、市政工程、交通设施等未来将需要进行维修和加固。纤维增强水泥基材料由于可实现混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性提高，在建筑维修和加固领域具有较好的应用前景。

纤维增强水泥基材料在用于加固时需要和原有基体进行接触，存在快速失水的现象；同时在建筑表面施工时由于施工厚度较高，高强度的纤维增强水泥基材料又存在密度大等问题，易出现早期流坠变形等问题。为解决此问题，国内外开展了相关的研究，具体表现在：大连理工大学徐世烺教授用高强高弹模聚乙烯醇纤维作为增强材料，以精制水泥砂浆为基体，制备出了具有高韧性、抗压和高韧性和高能量吸收能量能力的水泥基复合材料；朱华军研究得出短切玄武岩纤维在一定程度上能够提高混凝土的抗渗性能；国外学者Walton最先开始研究混杂纤维增强水泥基复合材料，结果显示两种不同性质的纤维共同掺入混凝土中，提高了基体的抗拉及抗冲击性能；专利《一种改性碳纤维及其制法和改性碳纤维增强水泥基材料》(CN113024141A)发明了一种表面生长纳米二氧化硅的改性碳纤维，提高了纤维与水泥基体的粘结强度以及使用过程中的分散性，有效改善了纤维增强水泥基材料的早期收缩性能和力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用纤维素醚和引气剂等外加剂对水泥基材料的流动性和粘聚性进行改善，降低材料所需用水量，提升材料的填充性和抗离析性，采用改性矿粉和改性粘土，在保证早期强度的同时，协同增强早期强度和降低收缩并提升浆料的抗离析性，工作性好，能够依靠材料自重均匀密实填充复杂结构中的超早强低收缩自密实纤维水泥基增强材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超早强低收缩自密实纤维水泥基增强材料及制备方法，所述超早强低收缩自密实纤维水泥基增强材料包括以下重量份的原料：水泥60-80份、砂30-60份、矿粉5-10份、改性矿粉5-10份、改性粘土5-10份、纤维素醚0.01-0.05份、引气剂0.01-0.03、轻烧白云石5-10份、水20-40份以及分别占材料总体积0.1-0.4％和0.2-0.8％的聚丙烯纤维和钢纤维。

优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水泥标号为≥42.5，初凝≥45min，终凝≤10h，细度在80μm方孔筛余≤8％。

优选的，所述砂为中细河砂，中值粒径≤5mm，细度模数为1.6-3。

优选的，所述矿粉为粒化高炉矿渣粉，粒径≤10μm，28d活性指数≥110。

优选的，所述改性矿粉为石粉复合矿粉磨改性，矿粉：石粉为10-5，所得改性矿粉比表面积≥900m²/kg。

优选的，所述改性粘土为粘土与磷石膏按4：1-10：1的比例混合，在750-900℃焙烧保温1h，冷却、粉碎所得，改性粘土中值粒径小于等于15μm。

优选的，所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基纤维素醚中的一种。