一種高抗裂低收縮高延性砂漿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高抗裂低收縮高延性砂漿及其制備方法，砂漿包括水泥、粉煤灰、細集料、石灰石粉、水、聚羧酸系減水劑、聚乙烯醇纖維和增稠劑。本發(fā)明通過合理調(diào)整原材料配比，制備出纖維分散系數(shù)在0.90以上的不同抗壓強度（20MPa～60MPa之間）、高延性（折壓比大于0.30、四點彎曲強度大于10MPa、跨中撓度大于16mm且彎曲韌性因子隨計算跨中撓度值增大而增大）、高抗裂（圓環(huán)抗裂試件在溫度23±2℃、相對濕度50±5%的養(yǎng)護條件下28天未開裂且平均應力速率小于0.1MPa/day）、低收縮（在20±2℃、相對濕度60±5%的養(yǎng)護條件下28d干燥收縮低于900με）砂漿。
【專利說明】一種高抗裂低收縮高延性砂漿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高抗裂低收縮高延性砂漿，是一種新型纖維增強水泥基復合材料。
【背景技術】
[0002]水泥基材料是目前使用最為廣泛的建筑材料之一，是一種典型的“準脆性材料”，具有抗折抗拉強度低、脆性大、易開裂等缺點，為了提高其韌性及其他性能，吳中偉院士提出了基于材料“超疊加效應”的“復合化”的技術途徑，“復合化”的技術核心就是纖維增強，而隨著合成纖維工業(yè)的發(fā)展，合成纖維用于增強水泥基復合材料已成為目前纖維增強水泥基復合材料發(fā)展的趨勢。1992年，密歇根大學VictorCLi教授與麻省理工大學大學Leung教授基于微觀力學和斷裂力學基本原理制備出一種由聚乙烯醇纖維增韌的新型纖維
增強水泥基復合材料-EngineeredCementitiousComposites (ECC),該材料在直接拉伸
試驗下呈現(xiàn)高延性(極限拉應變> 3%)、應變硬化和多縫開裂(裂縫寬度可控，在IOOiim以內(nèi))現(xiàn)象，力學性能、耐久性能優(yōu)異，在國外已有工程應用的實例，而國內(nèi)，工程應用實例鮮見報道，研究還停留在實驗室階段，究其原因如下:原材料方面:所采用的高彈模聚乙烯醇纖維表面需進行特殊油劑處理才能很好分散，目前研究使用的都是日本Kuraray公司生產(chǎn)的K-1I型聚乙烯醇纖維，低性價比限制了在工程上的廣泛推廣和使用；排除粗骨料，使用平均粒徑IlOiim的石英砂，使材料成本高、能耗大；性能缺陷方面:大摻量礦物摻合料(主要是粉煤灰)及水泥、低水膠比、磨細石英砂(無粗骨料)的使用，使傳統(tǒng)ECC在20±2°C、濕度60 ±5%的養(yǎng)護條件下28d干燥收縮在(1200~1800) ii e左右，幾乎是普通混凝土最終干燥收縮的3倍以上。`
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]技術問題:本發(fā)明提出了一種可以解決傳統(tǒng)ECC在原材料選擇和性能缺陷、高性價比的高抗裂低收縮高延性砂漿及其制備方法。
[0004]技術方案:本發(fā)明的高抗裂低收縮高延性砂漿，該砂漿包括水泥、粉煤灰、細集料、石灰石粉、水、聚羧酸系減水劑、聚乙烯醇纖維和增稠劑，以下組分的質量份之比為水泥:粉煤灰:細集料:石灰石粉:水=1:1.5:0.73:0.18:0.625 或 I:4:1.45:0.36:1.49 ;聚羧酸系減水劑摻量為水泥和粉煤灰總質量的0.220%~0.641% ；以粉煤灰、水泥、細集料、石灰石粉、水混合均勻后的總體積為基數(shù)，聚乙烯醇纖維的體積摻量為1.5%或2.0% ;增稠劑摻量為聚乙烯醇纖維質量的0.97%~2.20%。
[0005]本發(fā)明高抗裂低收縮高延性砂漿采用的聚乙烯醇纖維的物理力學性能指標見表
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[0006]表1聚乙烯醇纖維物理力學性能指標
[0007]
【權利要求】
1.一種高抗裂低收縮高延性砂漿，其特征在于，該砂漿包括水泥、粉煤灰、細集料、石灰石粉、水、聚羧酸系減水劑、聚乙烯醇纖維和增稠劑，以下組分的質量份之比為水泥:粉煤 灰:細集料:石灰石粉:水=1:1.5:0.73:0.18:0.625 或 I:4:1.45:0.36:1.49 ;聚羧酸系減水劑摻量為水泥和粉煤灰總質量的0.2209T0.641% ;以粉煤灰、水泥、細集料、石灰石粉、水混合均勻后的總體積為基數(shù)，聚乙烯醇纖維的體積摻量為1.5%或2.0% ;增稠劑摻量為聚乙烯醇纖維質量的0.979T2.20%。
2.如權利要求1所述的高抗裂低收縮高延性砂漿，其特征在于，所述的水泥是PII42.5硅酸鹽水泥；所述的粉煤灰是I級粉煤灰；所述的細集料為粒徑0.15mnTl.18mm、細度模數(shù)1.0的的天然河砂；所述石灰石粉的平均粒徑為20 y m ;所述聚乙烯醇纖維為密度1.3g/cm3、當量直徑30~40 u m、長度12mm、極限抗拉強度<1250MPa、極限延伸率8~12%、彈性模量38.0GPa的聚乙烯醇短切纖維。
3.一種制備權利要求1或2所述高抗裂低收縮高延性砂漿的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 第一步，將準確稱量的水泥、粉煤灰、細集料、石灰石粉、增稠劑倒入攪拌機，干拌2~3min，得到混合均勻的干粉；然后將溶有減水劑的80、0%水量加入所述干粉中，濕拌2~3min后形成衆(zhòng)體； 第二步，將經(jīng)人工預分散的聚乙烯醇纖維加入所述第二步中制備得到的漿體中，濕拌4~5min使聚乙烯醇纖維在衆(zhòng)體中均勻分散； 第三步，將剩余的溶有減水劑的水加入漿體中，攪拌2~3min后得到的均勻漿體即為高抗裂低收縮高延性砂漿。
【文檔編號】C04B28/04GK103482927SQ201310392208
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權日:2013年9月2日
【發(fā)明者】郭麗萍, 張麗輝, 孫偉, 鄧忠華, 鄧忠林, 孫楊 申請人:東南大學, 永安市寶華林實業(yè)發(fā)展有限公司