一种抗收缩高性能水泥基复合材料及制备方法技术

一种抗收缩高性能水泥基复合材料及制备方法。材料由质量份计的下列组分组成：水泥：750

【技术实现步骤摘要】
一种抗收缩高性能水泥基复合材料及制备方法


[0001]本专利技术属于建筑工程材料
，具体涉及一种抗收缩高性能水泥基复合材料及制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土作为常见的工程建筑材料，目前已广泛应用于道路、桥梁、房建等诸多领域。然而，混凝土具有脆性高、易开裂、收缩大等缺点，因此近些年来，在混凝土中添加各种纤维用来改善混凝土性能的纤维增强型混凝土越来越得到人们的广泛关注，其中高延性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite，ECC)应用最为广泛。
[0003]虽然ECC材料具有较高的韧性，但其水胶比较低，无粗骨料，水泥浆体含量较大，从而导致自收缩较大，因此在硬化期间容易产生收缩裂缝；另外，ECC材料在搅拌过程中纤维的分布不均匀，容易导致纤维结团及混凝土硬化期间内部应力不均，也易产生收缩裂缝。裂缝的产生会影响建筑结构的正常使用，甚至会引发一些不必要事故。当ECC材料作为修补材料，或应用于一些混凝土组合结构中时，ECC材料的收缩量过大或ECC材料与其组合结构的收缩量相差较大时，ECC材料会发生收缩裂缝，结果降低其加固效果。因此，通过研发合适的配合比，使ECC材料的收缩减小而不降低其力学性能，将其应用于建筑、桥梁和机场道面等承重结构，防止裂缝出现并提高其力学性能是摆在本领域技术人员面前的难题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种抗收缩高性能水泥基复合材料及制备方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供的抗收缩高性能水泥基复合材料由质量份计的下列组分组成：水泥：750
‑
850，石英砂：700
‑
750，粉煤灰：850
‑
1300，HSCA膨胀剂：1
‑
350，减水剂：1
‑
3，水：550
‑
650，聚乙烯醇纤维(PVA)：90
‑
93。
[0006]所述水泥采用硅酸盐水泥，强度等级为42.5MPa，堆积密度为3100kg/m3。
[0007]所述石英砂采用70
‑
120目精制石英砂，堆积密度为2650kg/m3。
[0008]所述粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，堆积密度为2100kg/m3。
[0009]所述HSCA膨胀剂为高性能混凝土膨胀剂，堆积密度为2600kg/m3。
[0010]所述减水剂采用聚羧酸高效减水剂，减水率大于30％。
[0011]所述聚乙烯醇纤维的长度为12mm，直径为15
‑
25μm，密度为1190kg/m3。
[0012]所述抗收缩高性能水泥基复合材料的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：
[0013]步骤一：按比例将粉煤灰、水泥、HSCA膨胀剂和石英砂加入立式砂浆搅拌机，并进行充分搅拌；
[0014]步骤二：按比例将水均匀加入立式砂浆搅拌机中，并进行充分搅拌；
[0015]步骤三：按比例将减水剂加入立式砂浆搅拌机中，并进行充分搅拌，由此制成水泥砂浆；
[0016]步骤四：按比例将聚乙烯醇纤维均匀撒入立式砂浆搅拌机，并进行充分搅拌，直至聚乙烯醇纤维均匀地分散在水泥砂浆中，从而获得所述抗收缩高性能水泥基复合材料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的抗收缩高性能水泥基复合材料及制备方法具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术制备的高性能水泥基复合材料具有低收缩，高强度的优点。
[0019](2)利用其低收缩，高强度的优点可以用于建筑、桥梁和机场道面等结构的修补和新建，延长结构使用寿命。
[0020](3)本专利技术的制备方法采用湿拌的方法，即先将水泥、粉煤灰、石英砂、HSCA膨胀剂、水、减水剂按比例加入立式砂浆搅拌机，并搅拌均匀，使其具有较好的流动性，随后再将聚乙烯醇纤维均匀撒入搅拌机，并进行充分搅拌；本专利技术使用的立式砂浆搅拌机可以增强掺料颗粒的运动，强制破坏水泥团，纤维团等，使纤维能均匀地分散在水泥砂浆中。
[0021](4)本专利技术制备的高性能水泥基复合材料使用的原材料较少，工艺流程简单，成本较低。
附图说明
[0022]图1是实施例1
‑
6中制备的高性能水泥基复合材料和普通干硬性混凝土的收缩曲线图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明，具体实施方式是对本专利技术原理的进一步说明，不以任何方式限制本专利技术，与本专利技术相同或类似技术均没有超出本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1
[0025]传统高性能水泥基复合材料以质量份计的配比如表1所示:
[0026]表1
[0027]水胶比水泥粉煤灰石英砂水减水剂PVA0.38001200720600292
[0028]配制方法
[0029]步骤一：向立式砂浆搅拌机中加入上述配比的水泥、粉煤灰、石英砂，干拌60s；
[0030]步骤二：向搅拌机中加入上述配比的水，继续搅拌；
[0031]步骤三：向搅拌机中加入上述配比的减水剂，继续搅拌，使其具有良好的流动性，制成水泥砂浆；
[0032]步骤四：向搅拌机中加入上述配比的PVA纤维，注意需要将PVA纤维均匀撒入水泥砂浆中，继续搅拌，直至PVA纤维均匀地分散开来，由此制成传统高性能水泥基复合材料。
[0033]实施例2
[0034]本实施例提供的抗收缩高性能水泥基复合材料(HSCA膨胀剂掺量为6％)以质量份计的配比如表2所示:
[0035]表2
[0036][0037][0038]配制方法
[0039]步骤一：向立式砂浆搅拌机中加入上述配比的水泥、粉煤灰、石英砂、HSCA膨胀剂，干拌60s；
[0040]步骤二：向搅拌机中加入上述配比的水，继续搅拌；
[0041]步骤三：向搅拌机中加入上述配比的减水剂，继续搅拌，使其具有良好的流动性，制成水泥砂浆；
[0042]步骤四：向搅拌机中加入上述配比的PVA纤维，注意需要将PVA纤维均匀撒入水泥砂浆中，继续搅拌，直至PVA纤维均匀分散开来，由此制成所述的抗收缩高性能水泥基复合材料。
[0043]实施例3
[0044]本实施例提供的抗收缩高性能水泥基复合材料(HSCA膨胀剂掺量为7％)以质量份计的配比如表3所示:
[0045]表3
[0046]HSCA膨胀剂水胶比水泥粉煤灰石英砂水减水剂PVA2320.3800968720600292
[0047]制备方法同上述实施例2。
[0048]实施例4
[0049]本实施例提供的抗收缩高性能水泥基复合材料(HSCA膨胀剂掺量为8％)以质量份计的配比如表4所示:
[0050]表4
[0051]HSCA膨胀剂水胶比水泥粉煤灰石英砂水减水剂PVA2660.3800934720600292
[0052本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗收缩高性能水泥基复合材料，其特征在于：所述抗收缩高性能水泥基复合材料由质量份计的下列组分组成：水泥：750
‑
850，石英砂：700
‑
750，粉煤灰：850
‑
1300，HSCA膨胀剂：1
‑
350，减水剂：1
‑
3，水：550
‑
650，聚乙烯醇纤维(PVA)：90
‑
93。2.根据权利要求1所述的抗收缩高性能水泥基复合材料，其特征在于：所述水泥采用硅酸盐水泥，强度等级为42.5MPa，堆积密度为3100kg/m3。3.根据权利要求1所述的抗收缩高性能水泥基复合材料，其特征在于：所述石英砂采用70
‑
120目精制石英砂，堆积密度为2650kg/m3。4.根据权利要求1所述的抗收缩高性能水泥基复合材料，其特征在于：所述粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，堆积密度为2100kg/m3。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，宋学伟，林熙杰，黄信，王孟鑫，美合日古丽，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：