一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法，属于混凝土技术领域。所述混杂纤维地聚物复合材料由包含以下组分的原料制备而成：粉煤灰830

【技术实现步骤摘要】
一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法，属于混凝土


技术介绍

[0002]工程水泥基复合材料(ECC)是高性能纤维增强水泥复合材料(HPFRCC)家族中的一员，是一种具有伪应变硬化和多裂纹行为的高韧性复合材料。相较于传统混凝土，制备ECC需要使用高出约两到三倍的普通硅酸盐水泥(OPC)，这意味着ECC的制备会面临高能耗和高碳排放的问题，并造成严重的环境负荷；ECC中广泛应用的纤维有聚乙烯醇(PVA)纤维、聚乙烯(PE)纤维和玄武岩纤维等，然而，常用的涂油PVA纤维和PE纤维成本高昂，导致纤维通常占总材料成本的50％以上，这都不利于建筑行业的可持续发展。
[0003]近来，地质聚合物作为一种新型环保的胶凝材料用于制备高延性混凝土，具有优异的力学性能和延展性能，聚甲醛(POM)纤维因其具有较低成本且性能优异也迅速成为研究学者关注的热点，其具有较高的机械强度和分散性能，与复合材料具有很好的协调相容性。但是，将聚甲醛(POM)纤维运用在地聚物基体当中的研究缺乏，因此，如何将地聚物和POM纤维用于制备高性能复合材料以及如何生产力学性能好，经济效益高，环保效益高的复合材料对目前建筑材料行业的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法，使用粉煤灰和矿渣代替水泥，并采用较低成本的纤维，解决现有混凝土容易产生环境污染，经济效益不高的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种混杂纤维地聚物复合材料，所述混凝土包括如下单位体积质量计的组分：粉煤灰830
‑
870kg/m3、矿渣340
‑
380kg/m3、石英粉220
‑
260kg/m3、碱激发剂460
‑
510kg/m3、缓凝剂10
‑
15kg/m3、纤维0
‑
29kg/m3、水60
‑
80kg/m3。
[0007]进一步地，所述粉煤灰和矿渣为胶凝材料，石英粉为细骨料。
[0008]进一步地，所述粉煤灰的粒径为51
‑
53um，所述矿渣的粒径为14
‑
17um，所述石英粉的粒径为109
‑
112um。
[0009]进一步地，所述碱激发剂由NaOH溶液和Si02溶液混合而成，所述NaOH溶液的浓度为10
‑
13mol/L，所述NaOH溶液和Si02溶液的质量比为(2
‑
2.3)∶1。
[0010]进一步地，所述缓凝剂为BaCl2，白色粉末。
[0011]进一步地，所述纤维为PE纤维、POM纤维中的一种或几种，在混杂纤维复合材料中的体积含量为0
‑
2％。
[0012]进一步地，所述PE纤维长度为12
‑
16mm，直径16
‑
18um，密度为0.95
‑
0.97g/cm3，抗拉强度≥2700MPa，弹性模量≥110GPa。所述POM纤维长度为12
‑
16mm，直径200
‑
202um，密度为1.41
‑
1.43g/cm3，抗拉强度≥898MPa，弹性模量≥8GPa。
[0013]本专利技术还提供了一种混杂纤维地聚物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)按配比将粉煤灰、矿渣和石英粉依次加入到搅拌机于拌2
‑
5分钟，得到干拌物。
[0015](2)再向步骤(1)的搅拌机中加入水、碱激发剂和缓凝剂搅拌2
‑
3分钟
[0016](3)随后向步骤(2)的搅拌机中以均匀适中的速度加入纤维，边加入边搅拌，纤维全部加入的总时间不超过1分钟；
[0017](4)将复合材料装入模具中并振捣成型，在水中养护28天，得到混杂纤维地聚物复合材料。
[0018]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0019](1)本专利技术的混杂纤维地聚物复合材料流动性能良好，具有优异的工作性能，易于大批量快速施工。
[0020][0021](2)本专利技术使用粉煤灰和矿渣等工业废弃物代替水泥作为胶凝材料生产高性能复合材料，有效解决了资源短缺问题，并响应国家绿色建筑的号召，进一步推进了建筑行业的可持续发展。
[0022](3)本专利技术采用较为经济的纤维，原料容易获取，且满足工程所需的力学性能，具有良好的经济效益。
具体实施方式
[0023]为了更清楚地描述本专利技术的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本专利技术，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，可以在本专利技术权利限定的范围内进行各种改变。
[0024]实施例1：
[0025]本实施例提供一种混杂纤维地聚物复合材料，以单位体积质量计，由包含以下组分的原料制备而成，如表1所示：
[0026]表1：混杂纤维地聚物复合材料配合比设计(kg/m3)
[0027]粉煤灰矿渣石英粉碱激发剂缓凝剂PE纤维POM纤维水8503642434861219.4073
[0028]制备方法包括以下步骤：
[0029](1)按配比将粉煤灰、矿渣和石英粉依次加入到搅拌机干拌2
‑
5分钟，得到干拌物。
[0030](2)再向步骤(1)的搅拌机中加入水、碱激发剂和缓凝剂搅拌2
‑
3分钟；
[0031](3)随后向步骤(2)的搅拌机中以均匀适中的速度加入纤维，边加入边搅拌，纤维全部加入的总时间不超过1分钟；
[0032](4)将复合材料装入模具中并振捣成型，在水中养护28天，得到混杂纤维地聚物复合材料。
[0033]实施例2：
[0034]本实施例提供一种混杂纤维地聚物复合材料，以单位体积质量计，由包含以下组分的原料制备而成，如表2所示：
[0035]表2：混杂纤维地聚物复合材料配合比设计(kg/m3)
[0036]粉煤灰矿渣石英粉碱激发剂缓凝剂PE纤维POM纤维水
8503642434861214.557.1573
[0037]制备方法包括以下步骤：
[0038](1)按配比将粉煤灰、矿渣和石英粉依次加入到搅拌机干拌2
‑
5分钟，得到干拌物。
[0039](2)再向步骤(1)的搅拌机中加入水、碱激发剂和缓凝剂搅拌2
‑
3分钟；
[0040](3)随后向步骤(2)的搅拌机中以均匀适中的速度加入纤维，边加入边搅拌，纤维全部加入的总时间不超过1分钟；
[0041](4)将复合材料装入模具中并振捣成型，在水中养护28天，得到混杂纤维地聚物复合材料。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法，其特征在于，所述混凝土包括如下单位体积质量计的组分：粉煤灰830
‑
870kg/m3、矿渣340
‑
380kg/m3、石英粉220
‑
260kg/m3、碱激发剂460
‑
510kg/m3、缓凝剂10
‑
15kg/m3、纤维0
‑
29kg/m3、水60
‑
80kg/m3。2.根据权利要求1所述的混杂纤维地聚物复合材料，其特征在于，所述粉煤灰和矿渣为胶凝材料，石英粉为细骨料。3.根据权利要求2所述的混杂纤维地聚物复合材料，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为51
‑
53um，所述矿渣的粒径为14
‑
17um，所述石英粉的粒径为109
‑
112um。4.根据权利要求3所述的混杂纤维地聚物复合材料，其特征在于，所述碱激发剂由NaOH溶液和SiO2溶液混合而成，所述NaOH溶液的浓度为10
‑
13mol/L，所述NaOH溶液和SiO2溶液的质量比为(2
‑
2.3)∶1。5.根据权利要求1、2、4所述的混杂纤维地聚物复合材料，其特征在于，所述缓凝剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雨琪，郑东萍，赖华铭，朱桓宇，张杰，黄佳涛，杨泽铭，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：