一种低收缩高韧性建筑材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低收缩高韧性建筑材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：聚丙烯腈纤维10‑20份、硅酸盐水泥30‑50份、硅藻土15‑25份、硅粉6‑12份、轻质碳酸钙4‑8份、植物复合纤维2‑6份、木质素磺酸钙1‑4份、丁腈橡胶1.6‑3.8份、复合增强纤维4‑10份、分散剂0.5‑1.5份、减水剂0.3‑0.7份、高分子粘结剂0.2‑0.6份和去离子水12‑18份。本发明专利技术的建筑材料具有低收缩、高韧性，并能减少开裂和断裂，且制备方法简单，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。

Low shrinkage and high toughness building material and preparation method thereof

The invention discloses a low shrinkage and high toughness building material and a preparation method thereof, comprising the following raw materials of weight: 10_20 parts of polyacrylonitrile fiber, 30_50 parts of Portland cement, 15_25 parts of diatomite, 6_12 parts of silica fume, 4_8 parts of light calcium carbonate, 2_6 parts of plant composite fiber, 1_4 parts of calcium lignosulfonate, butadiene. Nitrile rubber 1.6_3.8 phr, composite reinforced fiber 4_10 phr, dispersant 0.5_1.5 phr, water reducer 0.3_0.7 phr, polymer binder 0.2_0.6 phr and deionized water 12_18 phr. The building material of the invention has low shrinkage, high toughness, and can reduce cracking and fracture, and the preparation method is simple and easy to realize. It can be widely used for wall, roof, floor, road, bridge, tunnel and slope reinforcement of industrial and civil buildings.

【技术实现步骤摘要】
一种低收缩高韧性建筑材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种低收缩高韧性建筑材料及其制备方法。
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、韧性差和收缩率大等缺点，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，碳纤维混凝土和钢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，有必要提供一种低收缩高韧性建筑材料及其制备方法，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具有低收缩、高韧性，并能减少开裂和断裂的低收缩高韧性建筑材料。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：一种低收缩高韧性建筑材料，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维10-20份、硅酸盐水泥30-50份、硅藻土15-25份、硅粉6-12份、轻质碳酸钙4-8份、植物复合纤维2-6份、木质素磺酸钙1-4份、丁腈橡胶1.6-3.8份、复合增强纤维4-10份、分散剂0.5-1.5份、减水剂0.3-0.7份、高分子粘结剂0.2-0.6份和去离子水12-18份。优选的，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维15份、硅酸盐水泥40份、硅藻土20份、硅粉9份、轻质碳酸钙6份、植物复合纤维4份、木质素磺酸钙2.5份、丁腈橡胶2.7份、复合增强纤维7份、分散剂1份、减水剂0.5份、高分子粘结剂0.4份和去离子水15份。优选的，所述聚丙烯腈纤维的长度10-15mm，直径为0.03-0.05mm。优选的，所述植物复合纤维为农作物秸秆的绒状粉末，是采用农作物秸秆经切断、粉碎后形成的绒状粉末，所述农作物秸秆选自玉米杆、稻杆、麦杆、棉花杆中的一种或几种。优选的，所述复合增强纤维为重量比为3:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。优选的，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。优选的，所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。优选的，所述高分子粘结剂为苯并乳液、丙烯酸乳液或醋酸-乙烯共聚乳液。本专利技术还提供了上述低收缩高韧性建筑材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按原料配比称取各组分，将硅酸盐水泥、硅藻土、硅粉、轻质碳酸钙、木质素磺酸钙和丁腈橡胶置于研磨机中，研磨成细粉，并过100目筛，得混合粉末；（2）将混合粉末倒入搅拌锅中，并加入去离子水，搅拌均匀，然后再加入分散剂、减水剂、高分子粘结剂，搅拌均匀，得混合浆料A；（3）向混合浆料A中再加入植物复合纤维、复合增强纤维，边加热边搅拌，搅拌均匀后，得混合浆料B；（4）将混合浆料B浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28-36d，即得低收缩高韧性建筑材料。优选的，所述步骤（3）中，加热温度为70-80度，搅拌速度为300-400rpm，搅拌时间为30-50min。本专利技术与现有技术相比，具有如下的有益效果：（1）本专利技术提出的低收缩高韧性建筑材料，可使得该材料具有低收缩、高韧性，并能减少开裂和断裂的低收缩高韧性建筑材料，所述硅酸盐水泥、硅藻土、硅粉、轻质碳酸钙、丁腈橡胶通过分散剂均匀分布，从而增强材料的力学性能，提高了材料的抵抗变形的能力，减少材料的收缩，同时，加入丁腈橡胶可以减少材料的应力，从而减少材料由于应力造成的的开裂和断裂问题。（2）本专利技术选取的复合增强纤维具有高弹性模量和高强度的优势，可提高材料的抗裂性、抗渗性和抗冻性，减少干缩变形，同时可明显改善该建筑材料的物理力学特性，并且复合增强纤维中聚乙烯醇纤维和碳纤维可形成三维网状结构，硅酸盐水泥、硅藻土、硅粉、轻质碳酸钙、丁腈橡胶等填料填充其中，可有效加强材料中各组份紧密连接程度，从而进一步提高材料的韧性和阻裂性能。（3）本专利技术加入的植物复合纤维与硅酸盐水泥具有良好的亲和性能，能有效控制材料因塑形收缩及温度变化等因素引起的裂纹，防止及抑制裂缝的形成和发展。（4）本专利技术加入的高分子粘结剂具有较好的亲和力，可有效分散于材料中，增强材料中各成分的粘结力，从而进一步增强材料的韧性和阻裂性能。（5）本专利技术的低收缩高韧性建筑材料的制备方法简单，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本实施例的低收缩高韧性建筑材料，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维10份、硅酸盐水泥30份、硅藻土15份、硅粉6份、轻质碳酸钙4份、植物复合纤维2份、木质素磺酸钙1份、丁腈橡胶1.6份、复合增强纤维4份、分散剂0.5份、减水剂0.3份、高分子粘结剂0.2份和去离子水12份。其中，所述聚丙烯腈纤维的长度10-15mm，直径为0.03-0.05mm。其中，所述植物复合纤维为农作物秸秆的绒状粉末，是采用农作物秸秆经切断、粉碎后形成的绒状粉末，所述农作物秸秆选自玉米杆、稻杆、麦杆、棉花杆中的一种或几种。其中，所述复合增强纤维为重量比为3:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。其中，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。其中，所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。其中，所述高分子粘结剂为苯并乳液、丙烯酸乳液或醋酸-乙烯共聚乳液。本专利技术还提供了上述低收缩高韧性建筑材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按原料配比称取各组分，将硅酸盐水泥、硅藻土、硅粉、轻质碳酸钙、木质素磺酸钙和丁腈橡胶置于研磨机中，研磨成细粉，并过100目筛，得混合粉末；（2）将混合粉末倒入搅拌锅中，并加入去离子水，搅拌均匀，然后再加入分散剂、减水剂、高分子粘结剂，搅拌均匀，得混合浆料A；（3）向混合浆料A中再加入植物复合纤维、复合增强纤维，边加热边搅拌，搅拌均匀后，得混合浆料B；（4）将混合浆料B浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28-36d，即得低收缩高韧性建筑材料。其中，所述步骤（3）中，加热温度为70-80度，搅拌速度为300-400rpm，搅拌时间为30-50min。实施例2本实施例的低收缩高韧性建筑材料，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维20份、硅酸盐水泥50份、硅藻土25份、硅粉12份、轻质碳酸钙8份、植物复合纤维6份、木质素磺酸钙4份、丁腈橡胶3.8份、复合增强纤维10份、分散剂1.5份、减水剂0.7份、高分子粘结剂0.6份和去离子水18份。其中，所述聚丙烯腈纤维的长度10-15mm，直径为0.03-0.05mm。其中，所述植物复合纤维为农作物秸秆的绒状粉末，是采用农作物秸秆经切断、粉碎后形成的绒状粉末，所述农作物秸秆选自玉米杆、稻杆、麦杆、棉花杆中的一种或几种。其中，所述复合增强纤维为重量比为3:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低收缩高韧性建筑材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维10‑20份、硅酸盐水泥30‑50份、硅藻土15‑25份、硅粉6‑12份、轻质碳酸钙4‑8份、植物复合纤维2‑6份、木质素磺酸钙1‑4份、丁腈橡胶1.6‑3.8份、复合增强纤维4‑10份、分散剂0.5‑1.5份、减水剂0.3‑0.7份、高分子粘结剂0.2‑0.6份和去离子水12‑18份。

【技术特征摘要】
1.一种低收缩高韧性建筑材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维10-20份、硅酸盐水泥30-50份、硅藻土15-25份、硅粉6-12份、轻质碳酸钙4-8份、植物复合纤维2-6份、木质素磺酸钙1-4份、丁腈橡胶1.6-3.8份、复合增强纤维4-10份、分散剂0.5-1.5份、减水剂0.3-0.7份、高分子粘结剂0.2-0.6份和去离子水12-18份。2.根据权利要求1所述的低收缩高韧性建筑材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈纤维15份、硅酸盐水泥40份、硅藻土20份、硅粉9份、轻质碳酸钙6份、植物复合纤维4份、木质素磺酸钙2.5份、丁腈橡胶2.7份、复合增强纤维7份、分散剂1份、减水剂0.5份、高分子粘结剂0.4份和去离子水15份。3.根据权利要求1所述的低收缩高韧性建筑材料，其特征在于，所述聚丙烯腈纤维的长度10-15mm，直径为0.03-0.05mm。4.根据权利要求1所述的低收缩高韧性建筑材料，其特征在于，所述植物复合纤维为农作物秸秆的绒状粉末，是采用农作物秸秆经切断、粉碎后形成的绒状粉末，所述农作物秸秆选自玉米杆、稻杆、麦杆、棉花杆中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的低收缩高韧性建筑材料，其特征在于，所述复合增强纤维为重量比为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹智远，
申请(专利权)人：合肥欧克斯新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34