一種聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物及其製法和應用的製作方法
2023-05-31 19:20:06 1
專利名稱：：一種聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物及其製法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明屬於建築材料
技術領域：
，具體涉及一種聚乙烯醇纖維增強水泥基材料及其製備方法。
背景技術：
：傳統的水泥基材料屬於脆性材料，很容易產生裂縫。裂縫的出現和擴展是結構物破壞的初始階段，它引起材料持久度的降低、構件保護層脫落，鋼筋腐蝕、混凝土碳化等。對承重混凝土結構，裂縫可能會影響結構物的承載能力、建築物的安全和使用壽命；對於檔水建築物，裂縫可能引起滲漏、影響結構應力狀態，水分通過裂縫侵入混凝土中，容易引起鋼筋鏽蝕和可溶性侵蝕以及加速凍融破壞，甚至危及建築物的安全，一起一系列危害從來造成巨大的經濟損失。複合化是材料反發展的重要途徑，複合化帶來的超疊加效應，是材料獲得優良性能的主要原因。由此，在"均勻配筋"思想的指導下，產生了纖維增強混凝土這一複合材料。自從1992年的Li，V.C.提出工程用水泥基複合材料(EngineeredCementitiousComposites,ECC)的理論以來，這種基於微觀物理力學原理優化設計的材料在理論和工程應用上都有了很大的發展。微觀結構的優化不僅提高了ECC的物理性能，使其在纖維摻量少於2-3%時的拉伸應變就達到了3%，飽和狀態下裂縫之間的間距小於3mm;同時也提高了材料的工作性，ECC可以自密實，可以泵送，也可以噴射，這使ECC有了更為廣闊的應用空間。《聚乙烯醇纖維水泥基複合材料》(《青島建築工程學院學報》2004年第25巻第4期王曉剛、毛新奇、趙鐵軍)，該文獻介紹了聚乙烯醇纖維的特點和聚乙烯醇水泥基複合材料的高延性、耐久性、抗疲勞性和抗破壞能力。該文獻公開的內容作為現有技術在此引用。
發明內容本發明提供了一種低摻量的PVA纖維增強水泥基材料組合物，它具有高抗裂性、高耐久性，且原料均是市售，易得、成本低。本發明具體採用如下技術方案—種聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，由聚乙烯醇纖維與水泥基摻混材料製成，其特徵是，1)水泥基材料由如下重量份數的原料製成砂子1000份，水泥260400份，粉煤灰300350份，矽灰2530份，磨細石英粉0120份，高效減水劑510份，水300350份；2)聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的0.751.5%，所述的膠凝材料是水泥、粉煤灰、矽灰、磨細石英粉和水的混合物。本發明優選的方案是1)所述水泥基材料由如下重量份數的原料製成砂子1000份，水泥270275份，粉煤灰350份，矽灰2830份，磨細石英粉110120份，高效減水劑78份，水310320份；2)聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的O.751.5%，更優選的是聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的1.5%。本發明採用的所有原料均是市售商品，其中所述的砂子是天然河砂，最大粒徑為2.5mm，細度模數是2.27，含泥量小於1.5%。所述高效減水劑的減水率為15-30%。所述的水泥是普通矽酸鹽水泥。本發明的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物的製法，其特徵是，包括如下步驟1)將砂子、水泥、粉煤灰、矽灰、磨細石英粉混合，加水攪拌均勻；2)加入高效減水劑，混合均勻；3)加入聚乙烯醇纖維攪拌均勻，即得本發明的組合物。本發明的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物在建築材料中的應用，其特徵是，包括如下步驟1)澆注成型；2)振搗密實；3)養護。本發明可以應用於常見的各種水泥基的建築材料，例如水泥基板材、建築結構關鍵部位、橋面板等。與現有技術相比，本發明具有它具有高抗裂性、高耐久性。具體實施例方式實施例l-4、對比例1、2:原料配比按照表1的配比配料單位重量份tableseeoriginaldocumentpage4tableseeoriginaldocumentpage5實施例5:製備水泥稜柱體按照表1的配比，採用如下步驟，製作尺寸為40X40X160mm的水泥稜柱體6根1)將砂子、水泥、粉煤灰、矽灰、磨細石英粉混合，加水攪拌均勻；2)加入高效減水劑，混合均勻；(對比例在不進行步驟3)3)加入聚乙烯醇纖維攪拌均勻；4)澆注成稜柱體；5)振搗密實；6)養護24小時。實施例6:對實施例5稜柱體收縮和抗裂性能的實驗按照相關國家標準，對實施例5製得的6個稜柱體進行如下實驗四點彎曲實驗、限制性收縮實驗、抗壓強度實驗(實施例3、4，對比例2)，結果如下表2:四點彎曲實驗、限制性收縮實驗結果表tableseeoriginaldocumentpage5從實驗結果可知，本發明與不添加聚乙烯醇纖維的水泥基材料相比可以有效控制幹縮裂縫的發生和發展，裂縫的控制率均達到90%以上；試驗中本發明組合物水泥基材料的最大乾燥收縮裂縫寬度能夠控制在100m左右，這有利於提高材料的耐久性。另外，本發明表現出了典型的多縫開裂特性，可以有效控制裂縫的過度擴展，充分發揮纖維對水泥基材料的增韌和抗裂作用。表3:抗壓強度實驗結果表tableseeoriginaldocumentpage6從實驗結果可知，增加了聚乙烯醇纖維的本發明的產品抗壓強度有了明顯的提高。權利要求一種聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，由聚乙烯醇纖維與水泥基摻混材料製成，其特徵是，1)水泥基材料由如下重量份數的原料製成砂子1000份，水泥260～400份，粉煤灰300～350份，矽灰25～30份，磨細石英粉0～120份，高效減水劑5～10份，水300～350份；2)聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的0.75～1.5％。2.根據權利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，其特徵是，1)所述水泥基材料由如下重量份數的原料製成砂子1000份，水泥270275份，粉煤灰350份，矽灰2830份，磨細石英粉110120份，高效減水劑78份，水310320份；2)聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的0.751.5%。3.根據權利要求2所述的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，其特徵是，聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的1.5%。4.根據權利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，其特徵是，所述的砂子是天然河砂，最大粒徑為2.5mm，細度模數是2.27，含泥量小於1.5%。5.根據權利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，其特徵是，所述水泥、粉煤灰、磨細石英粉、高效減水劑是市售商品。6.根據權利要求5所述的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，其特徵是，所述高效減水劑的減水率為15-30%。7.根據權利要求5所述的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物，其特徵是，所述的水泥是普通矽酸鹽水泥。8.權利要求l的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物的製法，其特徵是，包括如下步驟1)將砂子、水泥、粉煤灰、矽灰、磨細石英粉混合，加水攪拌均勻；2)加入高效減水劑，混合均勻；3)加入聚乙烯醇纖維攪拌均勻，即得本發明的組合物。9.權利要求8的聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物在建築材料中的應用，其特徵是，包括如下步驟1)澆注成型；2)振搗密實；3)養護。10.根據權利要求9所述聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物在建築材料中的應用，其特徵是，所述聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物在建築板材、建築結構關鍵部位、橋面板中的應用。全文摘要一種聚乙烯醇纖維增強水泥基材料組合物及其製法和應用，由聚乙烯醇纖維與水泥基摻混材料製成，屬於建築材料
技術領域：
，其特徵是，1)水泥基材料由如下重量份數的原料製成砂子1000份，水泥260～400份，粉煤灰300～350份，矽灰25～30份，磨細石英粉0～120份，高效減水劑5～10份，水300～350份；2)聚乙烯醇纖維摻混量是膠凝材料總重的0.75～1.5％。本發明的產品具有高抗裂性、高耐久性的優點，且原料易得、製作簡單、成本低。本發明的產品可廣泛應用於建築材料，特別是水泥基板材、建築磚瓦、水泥柱等。文檔編號C04B14/04GK101723620SQ200810157599公開日2010年6月9日申請日期2008年10月11日優先權日2008年10月11日發明者任相偉,馮科君,周在權,曹秀文,朱桂紅申請人:沂源縣建設工程質量監督站