一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料及其制备方法，该复合材料按质量份包括以下组分：胶凝材料1份,细集料0.3～0.36份，水0.2～0.3份，减水剂0.002～0.02份，塑性粘度调节剂0.001～0.002份，合成纤维0.01～0.02份。其制备步骤如下：1)按比例将胶凝材料、细集料、水、减水剂和部分塑性粘度调节剂混合后得到浆体Ⅰ；2)将合成纤维加至浆体Ⅰ中，搅拌得浆体Ⅱ；3)在浆体Ⅱ中加入剩余的塑性粘度调节剂，搅拌得所述高延性水泥基复合材料。该材料在不超过5°的坡度施工时，不会因流动性过大在施工过程中导致侧流出现“一边高一边低”的情况，同时保证纤维分散均匀，无结团现象。

A slope for pavement of high ductility cementitious composite material and preparation method thereof

The invention relates to a method for slope pavement of high ductility cementitious composite material and a preparation method thereof. The composite material comprises the following components according to the quality of a cementitious material: 1, fine aggregate from 0.3 to 0.36, 0.2 to 0.3 parts of water, water reducing agent 0.002 to 0.02 parts, plastic viscosity regulator 0.001 - 0.002, 0.01 to 0.02 portions of synthetic fiber. The preparation steps are as follows: 1) according to the proportion of the cementitious materials, fine aggregate, water, water reducing agent and plastic viscosity modifier mixed slurry obtained after 1; 2) will be added to the slurry of synthetic fiber, stirring to obtain slurry II; 3) adding plastic viscosity modifier remaining in paste II, stirring to obtain the high ductility cementitious composites. When the material is less than 5 degrees of slope construction, it will not cause the side flow to appear \one side high and one side low\ in the construction process due to the excessive fluidity, and ensure that the fiber is dispersed evenly, without agglomeration phenomenon.

【技术实现步骤摘要】
一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料及其制备方法，属于水泥混凝土路面桥面施工

技术介绍
高延性水泥基复合材料(HDCC)是纤维增强水泥基复合材料的一种。HDCC是基于微观力学、断裂力学以及统计学基本原理，考虑到纤维性能、基体性能和纤维-基体界面特性，通过系统设计和性能优化而制备的。它具有多缝开裂特征和应变硬化特性以及优异的裂缝控制能力。在一些受拉应力较大的路面及桥面用高延性水泥基复合材料代替传统的混凝土或钢纤维混凝土可以有效的减少路面的破坏。由于高延性水泥基复合材料中没有粗骨料，浆体间剪切力不足，会导致HDCC材料流动较大，在有坡度的路面及桥面施工时导致侧流，出现“一边高一边低”的情况，给施工带来困难。因此，需要制备出便于施工的具有合适流动性的HDCC，保证HDCC材料既可以穿过钢筋网，又不会在施工过程中产生侧流，对于高延性水泥基复合材料在有坡度路面桥面上应用，具有重要的技术和应用价值。目前国内外尚无同时具有低流动性和高延性的相似水泥基复合材料。这种特殊性能的高延性水泥基复合材料也不是仅仅通过降低水胶比或增加纤维用量就可简单实现的，具有较高的技术壁垒。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料及其制备方法，该材料不仅具有低流动性，在不超过5°的坡度施工时，不会因流动性过大导致侧流，出现“一边高一边低”的情况，而且还保证具有多缝开裂、应变硬化和高延性特征；同时该制备方法简单便于施工，方便且快捷的制备适合不同工况下的高延性水泥基复合材料。技术方案：本专利技术提供了一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，该水泥基材料由胶凝材料、细集料、水、减水剂、塑性粘度调节剂和合成纤维组成，各组分的含量按质量份如下：胶凝材料1份,细集料0.3～0.36份，水0.2～0.3份，减水剂0.002～0.02份，塑性粘度调节剂0.001～0.002份，合成纤维0.01～0.02份。其中：所述的合成纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或者聚甲醛纤维中的一种。所述的胶凝材料为水泥，水泥与粉煤灰混合物，水泥与磨细钢渣混合物，水泥与硅灰混合物，水泥、粉煤灰与硅灰三者的混合物，水泥、粉煤灰与磨细钢渣三者的混合物或者水泥、粉煤灰、磨细钢渣与硅灰四者的混合物；所述的细集料为普通河砂或者磨细石英砂，其粒径为0.15mm～1.18mm；所述的减水剂是液体或固体聚羧酸减水剂；所述的塑性粘度调节剂为聚合物电解质类塑性调节剂、富含CaCO3无机惰性粉末或者富含CaO和SiO2的无机活性粉末。所述的水泥与粉煤灰混合物中水泥与粉煤灰的质量比为0.25～4；所述的水泥与磨细钢渣混合物中水泥与磨细钢渣的质量比为0.25～4；所述的水泥与硅灰混合物中水泥与硅灰的质量比为0.25～4；所述的水泥、粉煤灰与硅灰三者的混合物中水泥、粉煤灰与硅灰的质量比为1:4:4～4:1:1；所述的水泥、粉煤灰与磨细钢渣三者的混合物中水泥、粉煤灰和磨细钢渣的质量比为1:4:4～4:1:1；所述的水泥、粉煤灰、磨细钢渣与硅灰四者的混合物中水泥、粉煤灰、磨细钢渣与硅灰的质量比为1:4:2:2～2:4:2:1。所述的坡度路面的坡度不超过5°。本专利技术还提供了一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：1)按质量份称取胶凝材料、细集料、水、减水剂和塑性粘度调节剂，之后将称取的胶凝材料、细集料、水、减水剂和部分塑性粘度调节剂混合搅拌后得到浆体Ⅰ；2)将合成纤维分散到步骤1)制备的浆体Ⅰ中，搅拌得到合成纤维分散均匀的浆体Ⅱ；3)在浆体Ⅱ中加入剩余的的塑性粘度调节剂，搅拌均匀后得到所述的用于坡度路面的高延性水泥基复合材料；4)将步骤3)得到的高延性水泥基复合材料倒入模具中成型，成型完毕后，经脱模、养护后得到用于坡度路面的高延性水泥基复合材料的试件。其中：步骤1)所述的混合搅拌后得到浆体Ⅰ过程中的搅拌频率为140～280r/min，搅拌时长为3～5min；步骤1)所述的部分塑性粘度调节剂的质量为称取的塑性粘度调节剂的10％～20％。步骤2)所述的搅拌得到合成纤维分散均匀的浆体Ⅱ过程中的搅拌频率为140～280r/min，搅拌时长为3～5min；步骤3)所述的搅拌得到所述的搅拌均匀过程中的搅拌频率为140～280r/min，搅拌时长为2～4min。步骤4)所述的脱模是指在成型完毕后用保鲜膜覆盖模具，24～48h后脱模；所述的养护是指在温度为20℃～25℃的标准条件下养护28～30d或60℃～80℃蒸汽养护3～5d。所述的用于坡度路面的高延性水泥基复合材料的试件的抗压强度等级为C40～C60，抗折强度为10MPa～17MPa，延性为1.0％～3.0％。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：1、本专利技术的高延性水泥基复合材料具有低流动性，在不超过5°的坡度施工时，不会因流动性过大导致侧流，避免浇筑时出现“一边高一边低”的情况；2、本专利技术的用于坡度路面的高延性水泥基材料的制备方法具有简单便于施工的特点，可方便且快捷的调节适合不同工况下的高延性水泥基复合材料。附图说明图1为粉煤灰掺量为胶凝材料总质量的40％、水胶比为0.25的HDCC单轴拉伸应力-应变曲线；图2为粉煤灰掺量为胶凝材料总质量的50％、水胶比为0.25的HDCC单轴拉伸应力-应变曲线；图3为粉煤灰掺量为胶凝材料总质量的50％、水胶比为0.2的HDCC单轴拉伸应力-应变曲线；图4为粉煤灰掺量为胶凝材料总质量的40％、水胶比为0.3的HDCC单轴拉伸应力-应变曲线。具体实施方式下面通过实施例进一步说明本专利技术。用于坡度路面的高延性水泥基复合材料在坡度侧流试验在模拟路面坡度为5°的平板上进行测试。单轴拉伸试验参照建材行业标准《高延性纤维增强水泥基复合材料力学性能试验方法(报批稿)》中的相关测试方法进行测定。实施例1用于坡度路面的高延性水泥基复合材料组成按质量份比例如表1：表1用于坡度路面的高延性水泥基复合材料配合比所用原材料为：胶凝材料为水泥与粉煤灰的混合物，其中水泥与粉煤灰的质量比为1:4，主要成分是CaO、SiO2和Al2O3；细集料是粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数为1.65的普通河砂；减水剂为聚羧酸系高效减水剂；塑性粘度调节剂为聚合物电解质类塑性调节剂中的纤维素类塑性调节剂；水为自来水；合成纤维为聚乙烯醇(PVA)纤维。其制备步骤如下：1)按质量份称取胶凝材料、细集料、水、减水剂和塑性粘度调节剂，之后将称取的胶凝材料、细集料、水、减水剂和10％质量份的塑性粘度调节剂混合，在搅拌频率为140r/min的条件下搅拌5min，搅拌后得到浆体Ⅰ。2)将PVA纤维分散到步骤1)制备的浆体Ⅰ中，在搅拌频率为140r/min的条件下搅拌时间5min，得到PVA纤维分散均匀的浆体Ⅱ；3)在浆体Ⅱ中加入剩余90％质量份的塑性粘度调节剂，在搅拌频率为140r/min的条件下搅拌4min得到所述的用于坡度路面的高延性水泥基复合材料；4)将步骤3)得到的高延性水泥基复合材料倒入模具中成型，成型完毕后，保鲜膜覆盖试模表面，24h后脱模得到试样，在20℃标准条件下养护30d得到用于坡度路面的高延性水泥基复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：该水泥基材料由胶凝材料、细集料、水、减水剂、塑性粘度调节剂和合成纤维组成，各组分的含量按质量份如下：胶凝材料1份,细集料0.3～0.36份，水0.2～0.3份，减水剂0.002～0.02份，塑性粘度调节剂0.001～0.002份，合成纤维0.01～0.02份。

【技术特征摘要】
1.一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：该水泥基材料由胶凝材料、细集料、水、减水剂、塑性粘度调节剂和合成纤维组成，各组分的含量按质量份如下：胶凝材料1份,细集料0.3～0.36份，水0.2～0.3份，减水剂0.002～0.02份，塑性粘度调节剂0.001～0.002份，合成纤维0.01～0.02份。2.如权利要求1所述的一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：所述的合成纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或者聚甲醛纤维中的一种。3.如权利要求1所述的一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：所述的胶凝材料为水泥，水泥与粉煤灰混合物，水泥与磨细钢渣混合物，水泥与硅灰混合物，水泥、粉煤灰与硅灰三者的混合物，水泥、粉煤灰与磨细钢渣三者的混合物或者水泥、粉煤灰、磨细钢渣与硅灰四者的混合物。4.如权利要求1所述的一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：所述的细集料为普通河砂或者磨细石英砂，其粒径为0.15mm～1.18mm；所述的减水剂是液体或固体聚羧酸减水剂。5.如权利要求1所述的一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：所述的塑性粘度调节剂为聚合物电解质类塑性调节剂、富含CaCO3无机惰性粉末或者富含CaO和SiO2的无机活性粉末。6.如权利要求3所述的一种用于坡度路面的高延性水泥基复合材料，其特征在于：所述的水泥与粉煤灰混合物中水泥与粉煤灰的质量比为0.25～4；所述的水泥与磨细钢渣混合物中水泥与磨细钢渣的质量比为0.25～4；所述的水泥与硅灰混合物中水泥与硅灰的质量比为0.25～4；所述的水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丽萍，丁聪，陈波，徐燕慧，柴丽娟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32