一种高韧性水泥基材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性水泥基材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液10‑20份、硅酸盐水泥30‑50份、粉煤灰15‑25份、复合增强纤维7‑15份、硅灰6‑14份、云母粉4‑10份、分散剂1‑5份、减水剂2‑5份、增稠剂0.5‑3.5份和水12‑18份。本发明专利技术通过丁苯乳液、复合增强纤维的复合掺入，同时增加混凝土基体柔性以及混凝土开裂后复合增强纤维与混凝土的粘结强度，从而达到增强混凝土韧性的目的，丁苯乳液能在混凝土中脱水硬化成三维的连续膜状结构，使得混凝土表现出高张力、良好的可塑性、高的冲击韧性，并且丁苯乳液能使复合增强纤维与水泥粘结紧密，提高了该材料的抗裂性能。

A high toughness cement based material and its preparation method

The invention discloses a high toughness cementitious material and a preparation method thereof, which comprises the following raw materials: the styrene butadiene emulsion 10, 20 parts, Portland cement 30, 50 parts, fly ash 15, 25 parts, composite reinforced fiber 7 7 15 parts, silica fume 6 6 14 parts, mica powder 4, 4 parts, dispersant, 4 ingredient, water reducing agent, ingredients and additives. Thickeners 0.5, 3.5 and 12, 18. The invention adopts the compound incorporation of styrene butadiene emulsion and composite reinforced fiber, at the same time increasing the flexibility of the concrete matrix and the bonding strength between the composite fiber and the concrete after cracking, so as to enhance the toughness of the concrete, and the styrene butadiene emulsion can be dehydrated into concrete and become a three-dimensional continuous membrane structure in the concrete. Concrete exhibits high tensile strength, good plasticity and high impact toughness, and the styrene butadiene emulsion can make the composite reinforced fiber bond tightly with cement and improve the crack resistance of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性水泥基材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种高韧性水泥基材料及其制备方法。
技术介绍
建筑材料是建筑工程的基础，而混凝土是应用最广泛的建筑材料，其主要成分包括水泥、掺合物和骨料，加水搅拌后硬化而成，具有工艺简单、防火性能等优点。但混凝土具有抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点，因此，在传统的钢筋混凝土结构中，由于裂缝导致钢筋锈蚀而出现的工程事故经常发生。混凝土结构裂缝直接影响着结构的耐久性和工程的使用寿命，最终导致混凝土结构过早地劣化甚至完全丧失使用功能。为克服混凝土这些缺点，碳纤维混凝土和复合增强纤维混凝土等应运而生，这类混凝土的纤维掺量通常小于2%，这样做虽然一定程度上起到了减轻混凝土早期开裂，提高材料抗弯韧度等作用，但在直接拉伸荷载作用下仍发生应变软化破坏，开裂后裂缝马上进入局部化扩展阶段。基于此，有必要提供一种高韧性水泥基材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
鉴于上述对现有技术的分析，本专利技术提供一种高韧性水泥基材料及其制备方法，制得水泥基材料具有较好的柔韧性、抗裂性和弯曲变形能力，解决了传统混凝土抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种高韧性水泥基材料，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液10-20份、硅酸盐水泥30-50份、粉煤灰15-25份、复合增强纤维7-15份、硅灰6-14份、云母粉4-10份、分散剂1-5份、减水剂2-5份、增稠剂0.5-3.5份和水12-18份。作为优选，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液15份、硅酸盐水泥40份、粉煤灰20份、复合增强纤维11份、硅灰10份、云母粉7份、分散剂3份、减水剂3.5份、增稠剂2份和水15份。作为优选，所述复合增强纤维为重量比为2-4:1的碳纤维与聚酰亚胺纤维的组合物。作为优选，所述粉煤灰为一级粉煤灰。作为优选，所述分散剂为硬脂酸铜。作为优选，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为40%，减水率25%。作为优选，所述增稠剂为纤维素醚。本专利技术还提供了上述高韧性水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份数，首先将称好的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、云母粉混合搅拌10-20min，然后加水和减水剂搅拌3-5min，再加入丁苯乳液、增稠剂搅拌3-5min，得到混合浆体；（2）将上述混合浆体加热至60-70度并保温20-30min，然后降温至室温后加入复合增强纤维和分散剂，继续搅拌直至纤维分散状态良好、无结团，得到含纤维的混合浆体；（3）将步骤（2）所得混合浆体倒入模具中成型，静置4-6h后脱模，放入温度为25度、湿度90%以上的养护室进行标准养护28d，即得高韧性水泥基材料。本专利技术与现有技术相比，具有如下的有益效果：（1）本专利技术通过丁苯乳液、复合增强纤维的复合掺入，同时增加混凝土基体柔性以及混凝土开裂后复合增强纤维与混凝土的粘结强度，从而达到增强混凝土韧性的目的，其中，丁苯乳液弄够改善水泥基体自身韧性，并且聚合物在混凝土中脱水硬化成三维的连续膜状结构，交织穿插在混凝土内，使得混凝土表现出高张力、良好的可塑性、高的冲击韧性，并且丁苯乳液能在浆体与复合增强纤维界面处大量聚集，改善该处浆体结构，复合增强纤维与水泥粘结紧密，提高了该材料的抗裂性能。（2）本专利技术提高了材料的韧性以及阻裂作用，所述复合增强纤维通过分散剂均匀分布，并且改变了力学性能，显著提高了材料的抵抗变形的能力，混凝土的发生开裂和断裂的概率降低。（3）本专利技术添加的云母粉分散到水泥混凝土中，可有效提高混凝土的力学性能和热稳定性。（4）本专利技术的高韧性水泥基材料的制备方法简单，易于实现，容易实现，可广泛用于工业与民用建筑的墙体、屋面、地坪及道路、桥梁、隧道、边坡加固。具体实施方式以下通过实施例形式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本专利技术上述内容所属实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1一种高韧性水泥基材料，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液10份、硅酸盐水泥30份、粉煤灰15份、复合增强纤维7份、硅灰6份、云母粉4份、分散剂1份、减水剂2份、增稠剂0.5份和水12份。其中，所述复合增强纤维为重量比为2:1的碳纤维与聚酰亚胺纤维的组合物。其中，所述粉煤灰为一级粉煤灰。其中，所述分散剂为硬脂酸铜。其中，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为40%，减水率25%。其中，所述增稠剂为纤维素醚。本专利技术还提供了上述高韧性水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份数，首先将称好的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、云母粉混合搅拌10min，然后加水和减水剂搅拌3min，再加入丁苯乳液、增稠剂搅拌3min，得到混合浆体；（2）将上述混合浆体加热至60度并保温20min，然后降温至室温后加入复合增强纤维和分散剂，继续搅拌直至纤维分散状态良好、无结团，得到含纤维的混合浆体；（3）将步骤（2）所得混合浆体倒入模具中成型，静置4h后脱模，放入温度为25度、湿度90%以上的养护室进行标准养护28d，即得高韧性水泥基材料。实施例2一种高韧性水泥基材料，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液20份、硅酸盐水泥50份、粉煤灰25份、复合增强纤维15份、硅灰14份、云母粉10份、分散剂5份、减水剂5份、增稠剂3.5份和水18份。其中，所述复合增强纤维为重量比为4:1的碳纤维与聚酰亚胺纤维的组合物。其中，所述粉煤灰为一级粉煤灰。其中，所述分散剂为硬脂酸铜。其中，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为40%，减水率25%。其中，所述增稠剂为纤维素醚。本专利技术还提供了上述高韧性水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份数，首先将称好的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、云母粉混合搅拌20min，然后加水和减水剂搅拌5min，再加入丁苯乳液、增稠剂搅拌5min，得到混合浆体；（2）将上述混合浆体加热至70度并保温30min，然后降温至室温后加入复合增强纤维和分散剂，继续搅拌直至纤维分散状态良好、无结团，得到含纤维的混合浆体；（3）将步骤（2）所得混合浆体倒入模具中成型，静置6h后脱模，放入温度为25度、湿度90%以上的养护室进行标准养护28d，即得高韧性水泥基材料。实施例3一种高韧性水泥基材料，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液15份、硅酸盐水泥40份、粉煤灰20份、复合增强纤维11份、硅灰10份、云母粉7份、分散剂3份、减水剂3.5份、增稠剂2份和水15份。其中，所述复合增强纤维为重量比为3:1的碳纤维与聚酰亚胺纤维的组合物。其中，所述粉煤灰为一级粉煤灰。其中，所述分散剂为硬脂酸铜。其中，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为40%，减水率25%。其中，所述增稠剂为纤维素醚。本专利技术还提供了上述高韧性水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份数，首先将称好的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、云母粉混合搅拌15min，然后加水和减水剂搅拌4min，再加入丁苯乳液、增稠剂搅拌4min，得到混合浆体；（2）将上述混合浆体加热至65度并保温25min，然后降温至室温后加入复合增强纤维和分散剂，继续搅拌直至纤维分散状态良好、无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性水泥基材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液10‑20份、硅酸盐水泥30‑50份、粉煤灰15‑25份、复合增强纤维7‑15份、硅灰6‑14份、云母粉4‑10份、分散剂1‑5份、减水剂2‑5份、增稠剂0.5‑3.5份和水12‑18份。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性水泥基材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液10-20份、硅酸盐水泥30-50份、粉煤灰15-25份、复合增强纤维7-15份、硅灰6-14份、云母粉4-10份、分散剂1-5份、减水剂2-5份、增稠剂0.5-3.5份和水12-18份。2.根据权利要求1所述的高韧性水泥基材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：丁苯乳液15份、硅酸盐水泥40份、粉煤灰20份、复合增强纤维11份、硅灰10份、云母粉7份、分散剂3份、减水剂3.5份、增稠剂2份和水15份。3.根据权利要求1所述的高韧性水泥基材料，其特征在于，所述复合增强纤维为重量比为2-4:1的碳纤维与聚酰亚胺纤维的组合物。4.根据权利要求1所述的高韧性水泥基材料，其特征在于，所述粉煤灰为一级粉煤灰。5.根据权利要求1所述的高韧性水泥基材料，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸铜。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭群英，
申请(专利权)人：合肥金云新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34