一种低收缩轻骨料ECC材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低收缩轻骨料ECC材料及其制备方法。本发明专利技术使用煤矸石轻骨料的ECC材料可实现煤矸石高值化利用，同时节约成本；采用涂油处理可对PVA纤维与胶凝基体之间的粘结性起到较好的调节作用，使ECC材料具有更高韧性。传统ECC材料的收缩约在(1200～1800)

【技术实现步骤摘要】
一种低收缩轻骨料ECC材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种低收缩轻骨料ECC材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]当今世界，混凝土作为重要的建筑材料已成为不可或缺的材料，其具有良好的可塑性、耐火性以及经济性，应用范围广泛。然而，目前的混凝土自重大、抗拉强度低、延展性较差，混凝土结构因裂缝问题导致工程事故频发。因此，混凝土的轻质、高强和低收缩化成为建筑行业技术发展的关键。
[0003]高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有高耐久性、高抗拉强度和高韧性，减少裂缝的增长，增加了抗冲击强度等特点，可满足强柱弱梁、强节点弱构件的设计要求；提高连梁构件及子结构的抗震性能；用于既有结构及震损结构的加固及修复和预制轻型薄壁结构构件和维护构件。然而，由于ECC材料无粗骨料，导致其水泥浆体的含量大，收缩变形且自重较大，严重影响结构的耐久性。
[0004]针对以上问题，亟需开发一种低收缩、自重轻的ECC材料，实现混凝土的低收缩、高韧性和低密度，对轻质低收缩ECC构件的应用具有重要意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种低收缩轻骨料ECC材料及其制备方法，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种低收缩轻骨料ECC材料，包括以下重量份原料：水泥420～560份、煤矸石轻骨料700～1000份、涂油PVA纤维15～20份、粉煤灰微珠150～300份、硅灰100～300份、减缩剂0～25份，减水剂15～25份、水140～160份。
[0007]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述煤矸石轻骨料为0.15～2.36mm连续级配，所述煤矸石轻骨料的堆积密度为800～1200kg/m3，饱和吸水率为7％～10％，孔隙率为17％。
[0008]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述涂油PVA纤维的制备方法为：
[0009]将涂油剂加入至水中，混合得到混合液；
[0010]将PVA纤维置于混合液中浸泡；
[0011]将浸泡后的PVA纤维于一定压力下压制后，干燥，即得涂油PVA纤维。
[0012]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述涂油剂包括烷基酮二聚体和聚氨酯丙烯酸共聚物的混合物；
[0013]所述烷基酮二聚体、聚氨酯丙烯酸共聚物的质量比为(1～2):(1～2)；
[0014]所述PVA纤维、涂油剂、水的质量比为(3～5):(1～2):(20～30)。
[0015]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，将浸泡后的PVA纤维于0.1～0.3Mpa压力下压制后，于100～140℃下干燥10～30min，即得涂油PVA纤维。
[0016]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述PVA纤维的公称长度为6～12mm，当量直径为0.01～0.039mm，抗拉强度≥1620MPa，弹性模量40～50Gpa。
[0017]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述粉煤灰微珠烧失量≤4.8％，需水量比≤90％，球形颗粒体积率≥90％。
[0018]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述硅灰中SiO2的质量含量≥93％，比表面积为≥13000kg/m3，28d活性指数为≥100％。
[0019]优选的是，所述的低收缩轻骨料ECC材料，所述水泥为P
·
O52.5硅酸盐水泥；
[0020]所述减水剂为聚羧酸系减水剂，所述减水剂减水率≥30％；
[0021]所述减缩剂为聚醚型减缩剂，所述减缩剂减缩率≥15％。
[0022]第二方面，本专利技术还提供了一种所述的低收缩轻骨料ECC材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0023]将煤矸石轻骨料置于水中浸泡至饱水状态得到预湿煤矸石轻骨料；
[0024]预湿煤矸石轻骨料、水泥、粉煤灰微珠、硅灰混合搅拌，然后加入水、减水剂、减缩剂再次搅拌，最后加入涂油PVA纤维继续搅拌均匀，进行装模、振捣，使用塑料薄膜覆盖试件，静置后拆模进行标准养护或蒸压养护，即得低收缩轻骨料ECC材料。
[0025]本专利技术的一种低收缩轻骨料ECC材料及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0026]1、本专利技术的低收缩轻骨料ECC材料，采用具有孔隙率高、固废利用率大的煤矸石轻骨料制备低收缩轻骨料ECC材料，有效降低ECC材料自重和成本，煅烧煤矸石细骨料中的活性细粉及骨料表面Si，Al组分与Ca(OH)2反应生成胶凝状物质，有助于密实砂浆孔隙和界面结构，阻碍水分向砂浆基体及骨料内部传输，降低砂浆的初始和二次水吸附；煅烧过程中骨料强度的提高对砂浆的干燥收缩具有约束作用。预湿轻骨料在浆体硬化过程中进行释水，通过内养护作用减小浆体收缩。本专利技术采用的减缩剂，在胶凝材料和煤矸石搅拌均匀之后加入，增大浆体黏度，增强水在凝聚体的吸附作用，减小混凝土的收缩。由于纤维表面具有很强的亲水性，使用涂油剂可降低纤维表面的亲水性，以减少PVA纤维与胶凝基体之间的粘附，调整界面行为以提高韧性；
[0027]2、本专利技术所得低收缩轻骨料ECC材料的表观密度为1860～1980kg/m3，较一般ECC材料自重降低为12％以上，同时抗压强度能达到88MPa，28d收缩比传统ECC 28d收缩低15％以上，不仅可以提高抗拉、抗压和弹性模量，还使耐久性能得到提高。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]为了更好地理解本专利技术而不是限制本专利技术的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能
会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。
[0030]需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本专利技术的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本专利技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低收缩轻骨料ECC材料，其特征在于，包括以下重量份原料：水泥420～560份、煤矸石轻骨料700～1000份、涂油PVA纤维15～20份、粉煤灰微珠150～300份、硅灰100～300份、减缩剂0～25份，减水剂15～25份、水140～160份。2.如权利要求1所述的低收缩轻骨料ECC材料，其特征在于，所述煤矸石轻骨料为0.15～2.36mm连续级配，所述煤矸石轻骨料的堆积密度为800～1200kg/m3，饱和吸水率为7％～10％，孔隙率为17％。3.如权利要求1所述的低收缩轻骨料ECC材料，其特征在于，所述涂油PVA纤维的制备方法为：将涂油剂加入至水中，混合得到混合液；将PVA纤维置于混合液中浸泡；将浸泡后的PVA纤维于一定压力下压制后，干燥，即得涂油PVA纤维。4.如权利要求3所述的低收缩轻骨料ECC材料，其特征在于，所述涂油剂包括烷基酮二聚体和聚氨酯丙烯酸共聚物的混合物；所述烷基酮二聚体、聚氨酯丙烯酸共聚物的质量比为(1～2):(1～2)；所述PVA纤维、涂油剂、水的质量比为(3～5):(1～2):(20～30)。5.如权利要求3所述的低收缩轻骨料ECC材料，其特征在于，将浸泡后的PVA纤维于0.1～0.3Mpa压力下压制后，于100～140℃下干燥10～30min，即得涂油PV...

【专利技术属性】
技术研发人员：张高展，何洋，何涛，杨军，丁庆军，姚军，李懋，孙道胜，丁益，王爱国，刘开伟，马瑞，吴明明，李洋，陈浩，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：