复合改性水泥基材料及其制备方法技术

本申请涉及一种复合改性水泥基材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
复合改性水泥基材料及其制备方法


[0001]本专利技术申请涉及道路工程材料
，具体涉及一种复合改性水泥基材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着现代社会的高速发展，道路
、
建筑
、
水利等的材料需求明显加大，而水泥基复合材料（
Cement
‑
based composite material
）是一种由水泥
、
砂浆
、
混凝土等组成的复合材料，其原材料易于获取
、
成本低廉，是一种呈多孔状态的脆性材料，其有着制作工艺简单
、
易于施工
、
资源储藏丰富
、
耐火抗震
、
高强度
、
高韧性
、
耐腐蚀
、
耐久性等优点，因此在建筑
、
道路
、
桥梁等领域得到广泛应用，成为现代社会文明重要的物质基石
。
[0003]然而由于现有水泥基复合材料尚存在一些不足之处，譬如抗拉性能差
、
抗变形能力差
、
脆性大
、
韧性低
、
开裂后裂缝宽度较大等缺陷，在外界环境因素的作用下，裂缝会不断出现，最终导致水泥基体的承载能力不足，影响建筑结构的耐久性和使用寿命
。
因此开发一种新型改性水泥基材料来解决强度
、
韧性等问题显得尤为关键
>。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅用于加深对本公开的
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种复合改性水泥基材料及其制备方法，旨在解决水泥基材料综合性能差（如抗折强度低
、
抗压强度低
、
劈裂抗拉强度低
、
抗干燥收缩性能差和抗冻性能不足等）的问题，以实现在保证水泥基材料强度的同时提高其韧性
、
耐久性
。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：设计一种复合改性水泥基材料，由以下重量份的原料制成：砂
180
～
220
份，水泥
70
～
90
份，粉煤灰
15
～
25
份，纳米氮化钛
0.13
～
0.17
份，锦纶纤维
0.7
～
0.9
份，蕉麻纤维
0.3
～
0.5
份，偶联剂
0.05
～
0.11
份
。
[0007]进一步的，所述复合改性水泥基材料，由以下重量份的原料制成：砂
200
份，水泥
80
份，粉煤灰
20
份，纳米氮化钛
0.15
份，锦纶纤维
0.76
份，蕉麻纤维
0.43
份，偶联剂
0.08
份
。
[0008]进一步的，所述砂为河沙
、
标准砂
、
石英砂
、
海砂
、
混合砂中的至少一种
。
[0009]进一步的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水泥型号及强度等级为
P.O42.5。
[0010]进一步的，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰
。
[0011]提供一种复合改性水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：（1）纳米氮化钛改性剂制备：按照所述重量配比配置各原料；将纳米氮化钛
、
偶联剂和水以1：
0.15
～
0.20
：
0.40
～
0.60
的质量比混合均匀浸泡
1.5
～
2.5h
，过滤后在
55
～
65℃
烘干，即成；（2）改性锦纶纤维制备：将锦纶纤维
、
偶联剂和水以1：
0.08
～
0.15
：
0.30
～
0.36
的质量比混合均匀浸泡3～
5h
后在
55
～
65℃
烘干，即成；
（3）改性蕉麻纤维：将蕉麻纤维
、
偶联剂和水以1：
0.10
～
0.20
：
0.35
～
0.45
的质量比混合均匀浸泡4～
6h
后在
55
～
65℃
烘干，即成；（4）将纳米氮化钛改性剂
、
改性锦纶纤维
、
改性蕉麻纤维和砂干混均匀，再加入水泥
、
粉煤灰干混均匀，最后加入水搅拌成均匀浆体，将浆体注入涂好油的模具中，带模在
18℃
～
22℃
，相对湿度
≥90%
的标准条件下养护，
24h
后脱模后在
18℃
～
22℃
，相对湿度
≥90%
的恒温恒湿养护箱中继续养护至规定龄期，即成
。
[0012]进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂
KH550。
该偶联剂
KH550
在水泥基体系中可增强纳米氮化钛
、
纤维与水泥基材料之间的粘结力，提高纳米氮化钛
、
纤维的分散性
、
增强水泥基材料的力学性能；改善纳米氮化钛
、
纤维与水泥基材料之间的界面结合力，提高纳米氮化钛
、
纤维的耐久性和抗腐蚀性能；降低纳米氮化钛
、
纤维的吸水率，提高纳米氮化钛
、
纤维的尺寸稳定性和耐久性；增加纳米氮化钛
、
纤维的表面粗糙度，提高纳米氮化钛
、
纤维与基体的咬合力；改善纳米氮化钛
、
纤维的加工性能和可塑性，使其更加易于加工和成型
。
[0013]与现有技术相比，本申请的主要有益技术效果在于：
1. 本申请中复合改性水泥基材料的原材料来源广泛且无毒无害，生产过程无污染且价格低廉且制备工艺简单，属于环保无毒无腐蚀类复合水泥基材料，其力学性能和耐久性能等综合性能优良，基于原料优选及复合改性，增强了水泥基材料抗折强度
、
抗压强度
、
劈裂抗拉强度
、
抗干燥收缩性能和抗冻性能，对延长建筑材料使用寿命具有重大意义
。
[0014]2. 本申请中通过硅烷偶联剂对纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合改性水泥基材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：砂
180
～
220
份，水泥
70
～
90
份，粉煤灰
15
～
25
份，纳米氮化钛
0.13
～
0.17
份，锦纶纤维
0.7
～
0.9
份，蕉麻纤维
0.3
～
0.5
份，偶联剂
0.05
～
0.11
份
。2.
根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：砂
200
份，水泥
80
份，粉煤灰
20
份，纳米氮化钛
0.15
份，锦纶纤维
0.76
份，蕉麻纤维
0.43
份，偶联剂
0.08
份
。3.
根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述的砂为河沙
、
标准砂
、
石英砂
、
海砂
、
混合砂中的至少一种
。4.
根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥，水泥型号及强度等级为
P.O42.5。5.
根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰
。6.
根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂
KH550。7.
一种复合改性水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭滕滕，陈渊召，陈海军，赵翀，白领群，尚岩，李跃坤，孙卫华，李永赞，王朝辉，李振霞，常洋铭，何梓闻，李辉，王静波，聂嘉昕，陈艳艳，江晓晓，孙龙佳，汤德庆，周海波，陆耀祖，李炟，孔文雅，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：