CN101723620A - 一种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物及其制法和应用 - Google Patents

一种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物及其制法和应用 Download PDF

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朱桂红
周在权
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Abstract

一种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物及其制法和应用,由聚乙烯醇纤维与水泥基掺混材料制成,属于建筑材料技术领域,其特征是,1)水泥基材料由如下重量份数的原料制成:砂子1000份,水泥260~400份,粉煤灰300~350份,硅灰25~30份,磨细石英粉0~120份,高效减水剂5~10份,水300~350份;2)聚乙烯醇纤维掺混量是胶凝材料总重的0.75~1.5%。本发明的产品具有高抗裂性、高耐久性的优点,且原料易得、制作简单、成本低。本发明的产品可广泛应用于建筑材料,特别是水泥基板材、建筑砖瓦、水泥柱等。

Description

一种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物及其制法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料及其
制备方法。 背景技术
[0002] 传统的水泥基材料属于脆性材料,很容易产生裂缝。裂缝的出现和扩展是结构物 破坏的初始阶段,它引起材料持久度的降低、构件保护层脱落,钢筋腐蚀、混凝土碳化等。对 承重混凝土结构,裂缝可能会影响结构物的承载能力、建筑物的安全和使用寿命;对于档水 建筑物,裂缝可能引起渗漏、影响结构应力状态,水分通过裂缝侵入混凝土中,容易引起钢 筋锈蚀和可溶性侵蚀以及加速冻融破坏,甚至危及建筑物的安全,一起一系列危害从来造 成巨大的经济损失。
[0003] 复合化是材料反发展的重要途径,复合化带来的超叠加效应,是材料获得优良 性能的主要原因。由此,在"均匀配筋"思想的指导下,产生了纤维增强混凝土这一复合 材料。自从1992年的Li, V. C.提出工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites, ECC)的理论以来,这种基于微观物理力学原理优化设计的材料在理论和工程 应用上都有了很大的发展。微观结构的优化不仅提高了 ECC的物理性能,使其在纤维掺量 少于2-3%时的拉伸应变就达到了 3%,饱和状态下裂缝之间的间距小于3mm ;同时也提高 了材料的工作性,ECC可以自密实,可以泵送,也可以喷射,这使ECC有了更为广阔的应用空 间。
[0004]《聚乙烯醇纤维水泥基复合材料》(《青岛建筑工程学院学报》2004年第25巻第4 期王晓刚、毛新奇、赵铁军),该文献介绍了聚乙烯醇纤维的特点和聚乙烯醇水泥基复合材 料的高延性、耐久性、抗疲劳性和抗破坏能力。该文献公开的内容作为现有技术在此引用。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种低掺量的PVA纤维增强水泥基材料组合物,它具有高抗裂性、 高耐久性,且原料均是市售,易得、成本低。 [0006] 本发明具体采用如下技术方案:
[0007] —种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,由聚乙烯醇纤维与水泥基掺混材料制 成,其特征是,
[0008] 1)水泥基材料由如下重量份数的原料制成:
[0009] 砂子1000份,水泥260〜400份,粉煤灰300〜350份,硅灰25〜30份,磨细石 英粉0〜120份,高效减水剂5〜10份,水300〜350份;
[0010] 2)聚乙烯醇纤维掺混量是胶凝材料总重的0. 75〜1. 5%,所述的胶凝材料是水
泥、粉煤灰、硅灰、磨细石英粉和水的混合物。
[0011] 本发明优选的方案是:
[0012] 1)所述水泥基材料由如下重量份数的原料制成:[0013] 砂子1000份,水泥270〜275份,粉煤灰350份,硅灰28〜30份,磨细石英粉 110〜120份,高效减水剂7〜8份,水310〜320份;
[0014] 2)聚乙烯醇纤维掺混量是胶凝材料总重的O. 75〜1. 5%,更优选的是聚乙烯醇纤
维掺混量是胶凝材料总重的1. 5%。
[0015] 本发明采用的所有原料均是市售商品,其中:
[0016] 所述的砂子是天然河砂,最大粒径为2. 5mm,细度模数是2. 27,含泥量小于1. 5%。
[0017] 所述高效减水剂的减水率为15-30%。
[0018] 所述的水泥是普通硅酸盐水泥。
[0019] 本发明的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物的制法,其特征是,包括如下步 骤:
[0020] 1)将砂子、水泥、粉煤灰、硅灰、磨细石英粉混合,加水搅拌均匀;
[0021] 2)加入高效减水剂,混合均匀;
[0022] 3)加入聚乙烯醇纤维搅拌均匀,即得本发明的组合物。
[0023] 本发明的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物在建筑材料中的应用,其特征是,
包括如下步骤: [0024] 1)浇注成型; [0025] 2)振捣密实; [0026] 3)养护。
[0027] 本发明可以应用于常见的各种水泥基的建筑材料,例如:水泥基板材、建筑结构关 键部位、桥面板等。
[0028] 与现有技术相比,本发明具有它具有高抗裂性、高耐久性。 具体实施方式
[0029] 实施例l-4、对比例1、2 :原料配比 [0030] 按照表1的配比配料: [0031] 单位:重量份 [0032]
<table>table see original document page 4</column></row> <table><table>table see original document page 5</column></row> <table>[0033] 实施例5 :制备水泥棱柱体
[0034] 按照表1的配比,采用如下步骤,制作尺寸为40X40X 160mm的水泥棱柱体6根:
[0035] 1)将砂子、水泥、粉煤灰、硅灰、磨细石英粉混合,加水搅拌均匀;
[0036] 2)加入高效减水剂,混合均匀;(对比例在不进行步骤3)
[0037] 3)加入聚乙烯醇纤维搅拌均匀;
[0038] 4)浇注成棱柱体;
[0039] 5)振捣密实;
[0040] 6)养护24小时。
[0041 ] 实施例6 :对实施例5棱柱体收縮和抗裂性能的实验
[0042] 按照相关国家标准,对实施例5制得的6个棱柱体进行如下实验:四点弯曲实验、 限制性收縮实验、抗压强度实验(实施例3、4,对比例2),结果如下:
[0043] 表2 :四点弯曲实验、限制性收縮实验结果表 [0044]
<table>table see original document page 5</column></row> <table>
[0045] 从实验结果可知,本发明与不添加聚乙烯醇纤维的水泥基材料相比可以有效控制
干縮裂缝的发生和发展,裂缝的控制率均达到90%以上;试验中本发明组合物水泥基材料
的最大干燥收縮裂缝宽度能够控制在100 m左右,这有利于提高材料的耐久性。
[0046] 另外,本发明表现出了典型的多缝开裂特性,可以有效控制裂缝的过度扩展,充分
发挥纤维对水泥基材料的增韧和抗裂作用。
[0047] 表3 :抗压强度实验结果表
[0048]<table>table see original document page 6</column></row> <table>
[0049] 从实验结果可知,增加了聚乙烯醇纤维的本发明的产品抗压强度有了明显的提高。

Claims (10)

  1. 一种聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,由聚乙烯醇纤维与水泥基掺混材料制成,其特征是,1)水泥基材料由如下重量份数的原料制成:砂子1000份,水泥260~400份,粉煤灰300~350份,硅灰25~30份,磨细石英粉0~120份,高效减水剂5~10份,水300~350份;2)聚乙烯醇纤维掺混量是胶凝材料总重的0.75~1.5%。
  2. 2. 根据权利要求1所述的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,其特征是,1) 所述水泥基材料由如下重量份数的原料制成:砂子1000份,水泥270〜275份,粉煤灰350份,硅灰28〜30份,磨细石英粉110〜 120份,高效减水剂7〜8份,水310〜320份;2) 聚乙烯醇纤维掺混量是胶凝材料总重的0. 75〜1. 5%。
  3. 3. 根据权利要求2所述的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,其特征是,聚乙烯醇 纤维掺混量是胶凝材料总重的1. 5%。
  4. 4. 根据权利要求1所述的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,其特征是,所述的砂 子是天然河砂,最大粒径为2. 5mm,细度模数是2. 27,含泥量小于1. 5%。
  5. 5. 根据权利要求1所述的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,其特征是,所述水泥、 粉煤灰、磨细石英粉、高效减水剂是市售商品。
  6. 6. 根据权利要求5所述的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,其特征是,所述高效 减水剂的减水率为15-30%。
  7. 7. 根据权利要求5所述的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物,其特征是,所述的水 泥是普通硅酸盐水泥。
  8. 8. 权利要求l的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物的制法,其特征是,包括如下步骤:1) 将砂子、水泥、粉煤灰、硅灰、磨细石英粉混合,加水搅拌均匀;2) 加入高效减水剂,混合均匀;3) 加入聚乙烯醇纤维搅拌均匀,即得本发明的组合物。
  9. 9. 权利要求8的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物在建筑材料中的应用,其特征 是,包括如下步骤:1) 浇注成型;2) 振捣密实;3) 养护。
  10. 10. 根据权利要求9所述聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物在建筑材料中的应用, 其特征是,所述聚乙烯醇纤维增强水泥基材料组合物在建筑板材、建筑结构关键部位、桥面 板中的应用。
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