一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法技术

一种纤维增强水泥基复合材料，以重量计，包括以下原料：水泥50～70份、碳纤维增强体10～20份、膨胀剂2～4份、钢纤维20～30份、水10～30份、减水剂1～3份、陶瓷粉10～20份、硅粉8～16份；采用充分分散的超细硅灰颗粒，填充于水泥颗粒堆积体系的空隙中，实现颗粒堆积致密化，再通过高效减水剂形成高密实度颗粒堆积体系，使得纤维增强水泥基复合材料具有较高弹性模量、较高拉伸强度与压缩强度等超高性能、较强的自愈合能力以及低渗透性，碳纤维增强体以及钢纤维的加入，使得纤维增强水泥基复合材料的成品的结构强度更高，从而使纤维增强水泥基复合材料加固钢筋混凝土结构的承载力的提高更加明显。

Fiber reinforced cement based composite material and preparation method thereof

A fiber reinforced cement-based composite material is composed of 50-70 portions of cement, 10-20 portions of carbon fiber reinforcement, 2-4 portions of expansive agent, 20-30 portions of steel fiber, 10-30 portions of water, 1-3 portions of water reducing agent, 10-20 portions of ceramic powder and 8-16 portions of silicon powder, and is filled with fully dispersed ultrafine silica fume particles. In the voids of the cement particle accumulation system, the densification of the particle accumulation is realized, and then the high density particle accumulation system is formed by the superplasticizer, which makes the fiber reinforced cement matrix composites have high elastic modulus, high tensile strength and compressive strength, strong self-healing ability and low permeability. With the addition of fibers and steel fibers, the structural strength of the finished products of fiber reinforced cement-based composites is higher, which makes the bearing capacity of reinforced concrete structures strengthened by fiber reinforced cement-based composites more obvious.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。
技术介绍
建筑材料是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称，可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等，装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。然而传统的纤维增强水泥基复合材料因水灰比较大等因素影响而出现弹性模量较低等不足之处，致使纤维增强水泥基复合材料加固钢筋混凝土结构的承载力提高并不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纤维增强水泥基复合材料，以重量计，包括以下原料：水泥50～70份、碳纤维增强体10～20份、膨胀剂2～4份、钢纤维20～30份、水10～30份、减水剂1～3份、陶瓷粉10～20份、硅粉8～16份。作为本专利技术的进一步技术方案是：以重量计，包括以下原料：水泥55～65份、碳纤维增强体13～17份、膨胀剂2～4份、钢纤维23～27份、水15～25份、减水剂1～3份、陶瓷粉13～17份、硅粉10～14份。作为本专利技术的再进一步技术方案是：以重量计，包括以下原料：水泥60份、碳纤维增强体15份、膨胀剂3份、钢纤维25份、水20份、减水剂2份、陶瓷粉15份、硅粉12份。作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述水泥为低热水泥，所述膨胀剂为硫铝酸盐类混凝土膨胀剂，所述减水剂为聚羧酸类高效减水剂或萘系高效减水剂。作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述硅粉中的无定型二氧化硅的质量百分比含量大于等于90％。一种纤维增强水泥基复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌10～20min,搅拌机的转速为80～120r/min,得到第一混合体；(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌10～20min,得到第二混合体；(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌20～40min,得到第一半成品；(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。本专利技术的有益效果是采用充分分散的超细硅灰颗粒，填充于水泥颗粒堆积体系的空隙中，实现颗粒堆积致密化，再通过高效减水剂形成高密实度颗粒堆积体系，使得纤维增强水泥基复合材料具有较高弹性模量、较高拉伸强度与压缩强度等超高性能、较强的自愈合能力以及低渗透性，另外，碳纤维增强体以及钢纤维的加入，使得纤维增强水泥基复合材料的成品的结构强度更高，从而使纤维增强水泥基复合材料加固钢筋混凝土结构的承载力的提高更加明显。具体实施方式下面，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例的纤维增强水泥基复合材料包括以下成分的重量：水泥50份、碳纤维增强体10份、膨胀剂2份、钢纤维20份、水10份、减水剂1份、陶瓷粉10份、硅粉8份。以上纤维增强水泥基复合材料的具体制备方法如下：(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌10min,搅拌机的转速为80r/min,得到第一混合体；(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌10min,得到第二混合体；(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌20min,得到第一半成品；(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。实施例2：本实施例的纤维增强水泥基复合材料包括以下成分的重量：水泥70份、碳纤维增强体20份、膨胀剂4份、钢纤维30份、水30份、减水剂3份、陶瓷粉20份、硅粉16份。以上纤维增强水泥基复合材料的具体制备方法如下：(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌20min,搅拌机的转速为120r/min,得到第一混合体；(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌20min,得到第二混合体；(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌40min,得到第一半成品；(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。实施例3：本实施例的纤维增强水泥基复合材料包括以下成分的重量：水泥55份、碳纤维增强体13份、膨胀剂2份、钢纤维23份、水15份、减水剂1份、陶瓷粉13份、硅粉10份。以上纤维增强水泥基复合材料的具体制备方法如下：(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌13min,搅拌机的转速为90r/min,得到第一混合体；(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌13min,得到第二混合体；(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌25min,得到第一半成品；(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。实施例4：本实施例的纤维增强水泥基复合材料包括以下成分的重量：水泥65份、碳纤维增强体17份、膨胀剂4份、钢纤维27份、水25份、减水剂3份、陶瓷粉17份、硅粉14份。以上纤维增强水泥基复合材料的具体制备方法如下：(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌17min,搅拌机的转速为110r/min,得到第一混合体；(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌17min,得到第二混合体；(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌35min,得到第一半成品；(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。实施例5：本实施例的纤维增强水泥基复合材料包括以下成分的重量：水泥60份、碳纤维增强体15份、膨胀剂3份、钢纤维25份、水20份、减水剂2份、陶瓷粉15份、硅粉12份。以上纤维增强水泥基复合材料的具体制备方法如下：(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌15min,搅拌机的转速为100r/min,得到第一混合体；(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌15min,得到第二混合体；(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌30min,得到第一半成品；(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。对比例1：除不含碳纤维增强体外，其配方及制备过程与实施例5一致。对比例2：除不含陶瓷粉外，其配方及制备过程与实施例5一致。实施例1至5与对比例1-2制备得到的纤维增强水泥基复合材料后，其性能测试结果如下表所示：抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强水泥基复合材料，其特征在于，以重量计，包括以下原料：水泥50～70份、碳纤维增强体10～20份、膨胀剂2～4份、钢纤维20～30份、水10～30份、减水剂1～3份、陶瓷粉10～20份、硅粉8～16份。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强水泥基复合材料，其特征在于，以重量计，包括以下原料：水泥50～70份、碳纤维增强体10～20份、膨胀剂2～4份、钢纤维20～30份、水10～30份、减水剂1～3份、陶瓷粉10～20份、硅粉8～16份。2.根据权利要求1所述的一种纤维增强水泥基复合材料，其特征在于，以重量计，包括以下原料：水泥55～65份、碳纤维增强体13～17份、膨胀剂2～4份、钢纤维23～27份、水15～25份、减水剂1～3份、陶瓷粉13～17份、硅粉10～14份。3.根据权利要求1所述的一种纤维增强水泥基复合材料，其特征在于，以重量计，包括以下原料：水泥60份、碳纤维增强体15份、膨胀剂3份、钢纤维25份、水20份、减水剂2份、陶瓷粉15份、硅粉12份。4.根据权利要求1所述的一种纤维增强水泥基复合材料，其特征在于，所述水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：程华风，
申请(专利权)人：合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34