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
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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)
- 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100609 |