多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法技术

本发明专利技术公开了一种多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法，包括以下步骤：步骤一、准备模具，涂刷脱模剂；步骤二、在模具左边层注入普通砂浆层；步骤三、在模具中间层注入PVA纤维砂浆层；步骤四、在模具右边层注入自修复抗裂层；步骤五、所述步骤二、三、四中的普通砂浆层、PVA纤维砂浆层以及自修复抗裂层同步挤出，共同挤出8‑10小时后将各层之间的有机玻璃板撤掉，静置，共同挤出24小时后取出制品，放入专用的养护模具内养护至特定龄期。本发明专利技术克服传统水泥基材料易开裂和抗冻融破坏性能较差问题。

Molding method of multi-layer gradient crack resistant cementitious materials

【技术实现步骤摘要】
多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法
本专利技术涉及建筑工程材料
更具体地说，本专利技术涉及一种多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法。
技术介绍
传统意义上的水泥基材料由于抗裂能力差、拉压强度比低、脆性大等特点，且在遭受冻融循环或外力作用时，易形成内部微裂纹和表面宏观裂缝，使其抗渗性能、耐化学侵蚀和力学性能急剧退化，严重影响水泥基材料构件的服役寿命缩短。水泥基梯度功能材料是目前开发出来的一种新型及实用的高科技复合材料。因其一系列优异的材料性能如提高粘结强度、减小残余应力和热应力、减小裂纹驱动力等，将梯度功能材料的概念和设计思想运用到水泥基材料中，通过梯度化的结构设计，是提高水泥基材料抗裂性能的一条有效途径。
技术实现思路
为了克服传统水泥基材料易开裂和抗冻融破坏性能较差问题，本专利技术的目的是提供一种抑制开裂和抗冻融破坏性能较好的多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法，将具有不同材料性能的水泥基材料分层浇筑在一起，实现多种材料间的完美粘结，提出一种多层梯度抗裂水泥基材料及制备方法。适于工业化生产，从而降低水泥基材料由于裂缝引起结构失稳危害。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法，包括以下步骤：步骤一、准备模具，涂刷脱模剂，所述模具分为左边层、中间层和右边层，且左边层、中间层和右边层之间分别用有机玻璃板分隔，有机玻璃板的厚度为3～6mm；步骤二、在模具左边层注入普通砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料300份，水40～50份；所述胶凝材料按重量分数计，包含：水泥30～50份、粉煤灰50～70份，且控制总量为100份；步骤三、在模具中间层注入PVA纤维砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～250份，水15～30份，减水剂3～5份和PVA纤维0～2.6‰份；步骤四、在模具右边层注入自修复抗裂层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～300份，水30～50份，减水剂0.8～1.2份和自修复剂2～5份步骤五、所述步骤二、三、四中的普通砂浆层、PVA纤维砂浆层以及自修复抗裂层同步挤出，共同挤出8-10小时后将各层之间的有机玻璃板撤掉，静置，共同挤出24小时后取出制品，放入专用的养护模具内养护至特定龄期。优选的是，注入普通砂浆层、PVA纤维砂浆层和自修复抗裂层到模具中时，挤出速率均不超过10mm/min；优选的是5mm/min。优选的是，步骤五中，取出制品后，放入专用的养护模具内于温度20℃、相对湿度98％的标准养护室内下养护至特定龄期。优选的是，所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥任何一种或多种的混合物。优选的是，所述自修复剂为络合型功能自修复剂。自修复剂可以是葡萄糖酸钠、顺丁烯二酸钠、柠檬酸钠中的一种。优选的是，所述细骨料为最大粒径2.36mm的天然砂或机制砂。优选的是，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。减水剂可以是聚酯型聚羧酸减水剂、聚醚型聚羧酸减水剂、酰胺/亚酰胺型聚羧酸减水剂。优选的是，普通砂浆层、PVA纤维砂浆层和自修复抗裂层的厚度比为7:2:1。本专利技术至少包括以下有益效果：主要解决传统水泥基材料容易出现裂缝的问题，充分发挥功能梯度材料的优良特性，各梯度层浆体的胶凝材料在水化过程中，相互渗透、扩散，硬化后将界面连成整体，性能产生梯度变化，可以起到柔性释放应力作用。此梯度结构有如下特征：利用共挤出成型工艺一次成型多层梯度结构，提升材料整体密实性的特点，确保材料在组成、结构上呈梯度变化，并使水泥基材料性能得到了较大的提升。本专利技术主要解决传统水泥基材料容易出现裂缝的问题。采用本专利技术方法共挤出成型的水泥基材料基本不会出现裂缝问题，保证水泥基材料的使用寿命长效性和安全性。该制备方法最显著的特点在生产成本低、工艺简单、能耗低、生产效率高、制品种类多等特点，具有很高的经济效益和社会效益。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。多层梯度抗裂水泥基材料，其成型方法包括以下步骤：步骤一、准备挤出成型模具，涂刷脱模剂，所述模具分为左边层、中间层和右边层，且左边层、中间层和右边层之间分别用有机玻璃板分隔，有机玻璃板的厚度为3～6mm；步骤二、用单螺杆挤出机在模具左边层注入普通砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料300份，水40～50份；所述胶凝材料按重量分数计，包含：水泥30～50份、粉煤灰50～70份，且控制总量为100份；步骤三、用另一个单螺杆挤出机在模具中间层注入PVA纤维砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～250份，水15～30份，减水剂3～5份和PVA纤维0～2.6‰份；所述胶凝材料按重量分数计，包含：水泥30～50份、粉煤灰50～70份，且控制总量为100份；步骤四、用第三个单螺杆挤出机在模具右边层注入自修复抗裂层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～300份，水30～50份，减水剂0.8～1.2份和自修复剂2～5份，即自修复剂掺量按照胶凝材料掺量的2～5％计；所述胶凝材料按重量分数计，包含：水泥30～50份、粉煤灰50～70份，且控制总量为100份；步骤五、所述步骤二、三、四中的普通砂浆层、PVA纤维砂浆层以及自修复抗裂层同步挤出，共同挤出8-10小时后将各层之间的有机玻璃板撤掉，静置，共同挤出24小时后取出制品，放入专用的养护模具内养护至特定龄期。由于有机玻璃板撤掉的时间对多层结构形成影响明显，因此有机玻璃板撤掉的时间应为8-10小时，使各层之间相互渗透的同时防止硬化，大大提升了形成后的多层结构的抗裂性能。进一步地，由于挤出速率对共挤出成型的多层结构形成有一定影响，挤出过程需维持稳定的挤出速率，注入普通砂浆层、PVA纤维砂浆层和自修复抗裂层到模具中时，挤出速率均不超过10mm/min。进一步地，步骤五中，取出制品后，放入专用的养护模具内于温度20℃、相对湿度98％的标准养护室内下养护至特定龄期。进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥任何一种或多种的混合物。进一步地，所述自修复剂为络合型功能自修复剂。自修复剂可以是葡萄糖酸钠、顺丁烯二酸钠、柠檬酸钠中的一种，但不限于这三种。进一步地，所述细骨料为最大粒径2.36mm的天然砂或机制砂。进一步地，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。减水剂可以是聚酯型聚羧酸减水剂、聚醚型聚羧酸减水剂、酰胺/亚酰胺型聚羧酸减水剂种的一种，但不限于这四种。进一步地，普通砂浆层、PVA纤维砂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、准备模具，涂刷脱模剂，所述模具分为左边层、中间层和右边层，且左边层、中间层和右边层之间分别用有机玻璃板分隔，有机玻璃板的厚度为3～6mm；/n步骤二、在模具左边层注入普通砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料300份，水40～50份；所述胶凝材料按重量分数计，包含：水泥30～50份、粉煤灰50～70份，且控制总量为100份；/n步骤三、在模具中间层注入PVA纤维砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～250份，水15～30份，减水剂3～5份和PVA纤维0～2.6‰份；/n步骤四、在模具右边层注入自修复抗裂层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～300份，水30～50份，减水剂0.8～1.2份和自修复剂2～5份；/n步骤五、所述步骤二、三、四中的普通砂浆层、PVA纤维砂浆层以及自修复抗裂层同步挤出，共同挤出8-10小时后将各层之间的有机玻璃板撤掉，静置，共同挤出24小时后取出制品，放入专用的养护模具内养护至特定龄期。/n

【技术特征摘要】
1.一种多层梯度抗裂水泥基材料的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、准备模具，涂刷脱模剂，所述模具分为左边层、中间层和右边层，且左边层、中间层和右边层之间分别用有机玻璃板分隔，有机玻璃板的厚度为3～6mm；
步骤二、在模具左边层注入普通砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料300份，水40～50份；所述胶凝材料按重量分数计，包含：水泥30～50份、粉煤灰50～70份，且控制总量为100份；
步骤三、在模具中间层注入PVA纤维砂浆层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～250份，水15～30份，减水剂3～5份和PVA纤维0～2.6‰份；
步骤四、在模具右边层注入自修复抗裂层，按重量分数计，包括：胶凝材料100份，细骨料200～300份，水30～50份，减水剂0.8～1.2份和自修复剂2～5份；
步骤五、所述步骤二、三、四中的普通砂浆层、PVA纤维砂浆层以及自修复抗裂层同步挤出，共同挤出8-10小时后将各层之间的有机玻璃板撤掉，静置，共同挤出24小时后取出制品，放入专用的养护模具内养护至特定龄期。


2.如权利要求1所述的多层梯度抗裂水泥基...

【专利技术属性】
技术研发人员：程书凯，李顺凯，邓翀，汪华文，屠柳青，骆晚玥，
申请(专利权)人：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，中交二航武汉港湾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42