CN107903001A - 一种纤维水泥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维水泥，它的组成成份为：铝酸盐水泥、麦秆、碳化硼纤维、陶土、豆胶、石灰石、二氧化钛、水，上述成份按重量份计为铝酸盐水泥23~34份，麦秆3~8份，碳化硼纤维2~5份，陶土20~26份，豆胶10~14份，石灰石21~29份、二氧化钛5~9份、水20~50份。它解决了现有材料中呈现应变软化的技术问题，为铝酸盐水泥材料的进一步发展提供了平台。

Description

一种纤维水泥
技术领域
本发明涉及铝酸盐水泥领域，特别是涉及复合基铝酸盐水泥领域。
背景技术
近年来，我国的基础工程建设发展迅猛且规模空前，第十二届全国人民代表大会第一次会议工作报告中指出，在过去5年里，我国城镇化率由45．9％提高到52．6％，城乡结构发生历史性变化。我国建设完成或启动了青藏铁路、三峡工程、铁路客运专线、五纵七横国道主干线、西部开发八条公路干线、南水北调、上海国际航运中心洋山深水港区工程、长江口深水航道治理工程一北京奥运会工程、北京首都国际机场扩建工程等重大工程项目。我国启动20项重大工程项目，涉及到高速公路、铁路工程、桥梁、机场、风电、港口、采矿、水电、水利、市政、建筑、化工和能源等领域。铝酸盐水泥基复合材料由于原材料资源丰富、承受荷载能力强、耐久性好、性价比高，目前己成为最主要的结构工程材料。但是，传统铝酸盐水泥基复合材料抗拉强度低、抗裂性能差、脆性大，使得许多建筑及土木工程结构在服役期间出现性能劣化、失效以致退出服役。裂缝的存在一方面降低了材料的承载能力，使材料在低于极限荷载的应力作用下发生破坏，另一方面为有害介质如水、Cl-‘、S04 2-。提供了侵蚀的通道，加速了结构的失效破坏，使结构的耐久性大幅度降低。根据实际结构性能要求，材料工程师期望改善铝酸盐水泥基复合材料性能的主要目标为：提高抗拉强度或抗折强度；提高抗冲击强度；提高基体开裂后的延性、控制裂缝扩展方向或改变破坏方式。
怎样降低铝酸盐水泥基复合材料的脆性，提高其延性、抗开裂能力和耐久性呢，吴中伟院士提出了基于材料“超叠加效应”的“复合化”技术途径，传统纤维增强铝酸盐水泥基复合材料在一定程度上降低了混凝土材料的脆性，使得混凝土的抗拉能力、变形能力、耐动载能力等性能有所提高，从而改善了材料的耐久性能，然而其整体上仍呈现出应变软化的特性。本发明提出了一种纤维水泥材料，解决了应变软化的特性。
发明内容
为解决现有材料中呈现应变软化的技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种纤维水泥，它的组成成份为：铝酸盐水泥、麦秆、碳化硼纤维、陶土、豆胶、石灰石、二氧化钛、水，上述成份按重量份计为铝酸盐水泥23~34份，麦秆3~8份，碳化硼纤维2~5份，陶土20~26份，豆胶10~14份，石灰石21~29份、二氧化钛5~9份、水20~50份。
进一步，所述成份铝酸盐水泥按重量份计为26份。
进一步，所述成份麦秆按重量份计为7份。
进一步，所述成份碳化硼纤维按重量份计为4份。
进一步，所述成份陶土按重量份计为22份。
进一步，所述成份豆胶按重量份计为11份。
进一步，所述成份石灰石按重量份计为22份。
进一步，所述成份二氧化钛按重量份计为7份。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的一种纤维水泥材料具有高性价比、高延性、不应变软化且环境友好的特征，对推动复合基铝酸盐水泥材料的发展具有十分重要的理论指导意义和工程应用价值。
具体实施方式
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
实施例1
（1）将二氧化钛7份溶于40份水中，形成溶液。
（2）将铝酸盐水泥26份、麦秆7份、陶土22份、豆胶11份、石灰石22份干拌10min-13min至各颗粒组分间混合均匀，然后将步骤（1）中溶液的质量80%~85%加入低速搅拌3min～5min以获得均匀流动的浆体.
（3）在低速搅拌的同时手工缓慢加入短切碳化硼纤维4份，纤维完全加入后，快速搅拌5min～7min以确保纤维能够均匀分散在浆体中.
（4）将经步骤（2）后剩余的（1）中的溶液加入，快速搅拌2min～3min。
（5）分两层浇注，制得样品。
实施例2
（1）将二氧化钛9份溶于50份水中，形成溶液。
（2）将铝酸盐水泥22份、麦秆8份、陶土26份、豆胶14份、石灰石29份，干拌10min-13min至各颗粒组分间混合均匀，然后将步骤（1）中溶液的质量80%~85%加入低速搅拌3min～5min以获得均匀流动的浆体.
（3）在低速搅拌的同时手工缓慢加入短切碳化硼纤维2份，纤维完全加入后，快速搅拌5min～7min以确保纤维能够均匀分散在浆体中.
（4）将经步骤（2）后剩余的（1）中的溶液加入，快速搅拌2min～3min。
（5）分两层浇注，制得样品。
实施例3
（1）将二氧化钛5份溶于20份水中，形成溶液。
（2）将铝酸盐水泥34份、麦秆4份、陶土20份、豆胶10份、石灰石21份，干拌10min-13min至各颗粒组分间混合均匀，然后将步骤（1）中溶液的质量80%~85%加入低速搅拌3min～5min以获得均匀流动的浆体.
（3）在低速搅拌的同时手工缓慢加入短切碳化硼纤维5份，纤维完全加入后，快速搅拌5min～7min以确保纤维能够均匀分散在浆体中.
（4）将经步骤（2）后剩余的（1）中的溶液加入，快速搅拌2min～3min。
（5）分两层浇注，制得样品。
实施例4
将上述实施例1~3制得的样品分别做拉伸实验、弯曲柔韧性试验。
拉伸实验：拉伸作用下，呈现应变硬化和多缝开裂现象，极限拉应变达5％且裂缝宽度可以控制在100pm以内，具有优异的力学性能
弯曲韧性实验：弯曲韧性常采用三点弯曲试验和四点弯曲试验，研究发现弯曲强度／抗拉强度比值是材料脆性系数(B)的函数，随着B的降低而增大。对理想弹塑性材料而言，B趋近于0、弯曲强度／抗拉强度比值接近3。对于本发明的复合基铝酸盐水泥材料，弯曲强度／抗拉强度达5，比传统纤维增强铝酸盐水泥基复合材料(1～3)高多了，呈现出较好的性能。

Claims (8)

1.一种纤维水泥，其特征在于，它的组成成份为：铝酸盐水泥、麦秆、碳化硼纤维、陶土、豆胶、石灰石、二氧化钛、水，上述成份按重量份计为铝酸盐水泥23~34份，麦秆3~8份，碳化硼纤维2~5份，陶土陶土20~26份，豆胶10~14份，石灰石21~29份、二氧化钛5~9份、水20~50份。
2.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份铝酸盐水泥按重量份计为26份。
3.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份麦秆按重量份计为7份。
4.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份碳化硼纤维按重量份计为4份。
5.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份陶土按重量份计为22份。
6.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份豆胶按重量份计为11份。
7.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份石灰石按重量份计为22份。
8.根据权利要求1所述的一种纤维水泥，其特征在于，所述成份二氧化钛按重量份计为7份。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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