CN103467037B - 一种活性粉末水泥基复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了活性粉末水泥基复合材料，包括以下组分且各组分的重量份数比为：硅酸盐水泥：900-1000份；石英砂：500-1000份；石英粉：350-450份；矿物掺合料：200-250份；钢纤维：150-200份；减水剂：10-15份；水：150-200份。本发明同时公开了活性粉末水泥基复合材料的制备方法。本发明通过对水泥基复合材料中的原料组分、原料组分的重量份数以及制备方法进行调整，大大提高了水泥基复合材料的抗折、抗压强度、降低了弹性模量，对侵蚀离子的侵蚀具有更高的抵抗性，因此具有更好的耐久性。<pb pnum="1" />
Description
技术领域
本发明涉及一种水泥及其制备方法，尤其是涉及一种聚合物水泥砂浆及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
水泥在建筑中是重要的材料之一，而水泥自身的物理特性决定其存在以下问题：由于水泥在固化过程中的收缩，使得水泥中存在大量的空隙、裂隙、裂纹等缺陷，从而造成建筑过程中胶结强度低，而水泥的抗拉强度、韧性和抗裂能力也不足，无法满足质量要求。
鉴于水泥的上述问题，通常通过在水泥中添加聚合物形成复合材料而改善水泥的性能。但是传统的聚合物水泥砂浆由于聚合物由于水泥的碱性而发生降解，降低了产品性能，另外，阳光中的紫外线也对聚合物的老化产生一定的影响，因此，传统的聚合物水泥砂浆并不能很好地应用在建筑中。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗折、抗压强度高，弹性模量低、聚合物寿命长的聚合物水泥砂浆及其制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：
一种活性粉末水泥基复合材料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数比为：
硅酸盐水泥：900-1000份；
石英砂：500-1000份；
石英粉：350-450份；
矿物掺合料：200-250份；
钢纤维：150-200份；
减水剂：10-15份；
水：150-200份。
进一步，所述的硅酸盐水泥的强度等级≥42.5，其中C3C的含量高，C3A的含量低。
所述的石英砂的粒径范围为150-300μm，且平均粒径≤200μm，SiO2的含量≥99%。
而所述的石英粉的粒径范围为10-15μm，且平均粒径≤12μm。
此外，所述的矿物掺合料为硅灰、粉煤灰中的至少一种。且所述的硅灰的粒径≤1μm，平均粒径≤0.1μm，SiO2的含量≥90%。而所述的粉煤灰的的粒径≤1.5μm，平均粒径≤0.5μm，SiO2的含量≥90%。所述的矿物掺合料通过发挥最大的填充作用，可以有效节约水泥和水的用量，且能够改善水泥的和易性和可泵性，且提高了其抗渗能力。
所述的钢纤维为镀铜钢纤维，且所述的钢纤维的长径比为50-80，直径为0.2-0.3mm，抗拉强度为1000兆帕级别，其可有效提高抗拉强度。
而所述的减水剂为三聚氰胺聚酯或者聚丙烯酸酯，且所述的减水剂的减水率≥20%。
一种活性粉末水泥基复合材料，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将石英砂、石英粉和钢纤维干混搅拌3-5min，
（2）然后将硅酸盐水泥和矿物掺合料加入步骤（1）所述的混合料中继续搅拌至均匀；
（3）将减水剂和1/2量的水加入步骤（2）所述的混合料中搅拌4-6min，再加入剩余的1/2量的水后搅拌15-20min，下料成型。
本发明的有益效果是：本发明通过对水泥基复合材料中的原料组分、原料组分的重量份数以及制备方法进行调整，大大提高了水泥基复合材料的抗折、抗压强度、降低了弹性模量，对侵蚀离子的侵蚀具有更高的抵抗性，因此具有更好的耐久性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
在以下的实施例中，所采用的硅酸盐水泥的强度等级≥42.5，其中C3C的含量高，C3A的含量低；所述的石英砂的粒径范围为150-300μm，且平均粒径≤200μm，SiO2的含量≥99%；所述的石英粉的粒径范围为10-15μm，且平均粒径≤12μm；所述的硅灰的粒径≤1μm，平均粒径≤0.1μm，SiO2的含量≥90%。而所述的粉煤灰的的粒径≤1.5μm，平均粒径≤0.5μm，SiO2的含量≥90%。所述的钢纤维的长径比为50-80，直径为0.2-0.3mm，抗拉强度为1000兆帕级别，而所述的减水剂的减水率≥20%。
实施例1：
活性粉末水泥基复合材料，包括以下组分且各组分的重量份数比为：硅酸盐水泥：900kg/m3；石英砂：500kg/m3；石英粉：450kg/m3；硅灰：200kg/m3；镀铜钢纤维：200kg/m3；三聚氰胺聚酯：10kg/m3；水：200kg/m3。
实施例2：
活性粉末水泥基复合材料，包括以下组分且各组分的重量份数比为：硅酸盐水泥：1000kg/m3；石英砂：1000kg/m3；石英粉：450kg/m3；硅灰和粉煤灰：250kg/m3；镀铜钢纤维：150kg/m3；三聚氰胺聚酯：15kg/m3；水：150kg/m3。
实施例3：
活性粉末水泥基复合材料，包括以下组分且各组分的重量份数比为：硅酸盐水泥：950kg/m3；石英砂800kg/m3；石英粉：400kg/m3；硅灰和粉煤灰：220kg/m3；镀铜钢纤维180kg/m3；聚丙烯酸酯12kg/m3；水180kg/m3。
实施例4：
活性粉末水泥基复合材料，包括以下步骤：
（1）首先将石英砂、石英粉和钢纤维干混搅拌3-5min，
（2）然后将硅酸盐水泥和矿物掺合料加入步骤（1）所述的混合料中继续搅拌至均匀；
（3）将减水剂和1/2量的水加入步骤（2）所述的混合料中搅拌4-6min，再加入剩余的1/2量的水后搅拌15-20min，下料成型。
上述实施例中，硅灰、粉煤灰或两者的复合通过发挥最大的填充作用，可以有效节约水泥和水的用量，且能够改善水泥的和易性和可泵性，同时提高了其抗渗能力。
上述实施例中的钢纤维，可以提高韧性、体积问地形和抗锈蚀能力，且抗弯强度显著提高。
而上述实施例中添加的减水剂则与水泥和矿物掺合料具有很好的适应性，可以有效减少拌合过程中的用水量，提高了水泥基复合材料的强度。
同条件养护后所得的活性粉末水泥基材材料的性能如表1下：
表1为活性粉末水泥基材材料的性能参数：
由表1可知：活性粉末水泥基材材料极高的材料密实度决定了其优异的力学性能，其材料抗压强度达180-230MPa，其传统水泥基材料的2倍以上，其抗折强度为50-60MPa，是传统水泥材料的5倍以上，其弹性模量为50-60GPa，断裂韧性高达2.5-3.5万J/m2，是普通水泥的200多倍，等同于金属。
所述的活性粉末水泥基材料具有很好的材料匀质性和密实度及更小的孔隙率，从而导致其对于侵蚀离子的侵害具有更高的抵抗性，具有具有更好的耐久性。
本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种活性粉末水泥基复合材料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数比为：
硅酸盐水泥：900-1000 份；
石英砂：500-1000 份；
石英粉：350-450 份；
矿物掺合料：200-250 份；
钢纤维：150-200 份；
减水剂：10-15 份；
水：150-200 份；
其中，所述的硅酸盐水泥的强度等级≥ 42.5；
所述的石英砂的粒径范围为150-300μm，且平均粒径≤ 200μm，SiO2 的含量≥ 99%；
所述的石英粉的粒径范围为10-15μm，且平均粒径≤ 12μm；
所述的矿物掺合料为硅灰、粉煤灰中的至少一种；且所述的硅灰的粒径≤ 1μm，平均粒径≤ 0.1μm，SiO2 的含量≥ 90%；所述的粉煤灰的粒径≤ 1.5μm，平均粒径≤ 0.5μm，SiO2 的含量≥ 90%；
所述的钢纤维为镀铜钢纤维，且所述的钢纤维的长径比为50-80，直径为0.2-0.3mm，抗拉强度为1000 兆帕级别；
所述的减水剂为三聚氰胺聚酯或者聚丙烯酸酯，且所述的减水剂的减水率≥ 20%。
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