CN108439897A - 采用微珠制备大纤维掺量高流动grc材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料及其制备方法，该材料由胶凝材料、细集料、纤维、外加剂和水组成，所述胶凝材料由硫铝酸盐水泥或硅酸盐水泥和矿物掺合料组成，占总质量比的29.0%~50.0%；所述细集料为水洗河砂，占总质量比的30.0%~60.0%；所述的纤维为耐碱玻璃纤维，占总体积比的2.0%~5.0%；所述的外加剂为减水剂，用量为所述胶凝材料质量的0.8%~2.5%；水占总质量比的10.0%~16.0%。本发明的GRC材料重点解决了水泥基材料固有的抗折强度低的问题，且纤维水泥基复合材料流动性差的问题，可使其28d抗折超过12.0MPa，使纤维掺量为2.0%~5.0%的GRC材料流动度达到200mm以上，实现高流动度，具有纤维掺量大、流动性高、抗折强度高的特点。

Description

采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术
现代工程使用的结构越来越复杂，环境也越来越多样化，因此对水泥基及其复合材料的各种性能的要求逐渐提高。例如在实际的使用过程中需要水泥基材料具备较高的抗折强度，以满足工程需要，通常的做法是添加纤维材料，依据“纤维间距机理”和“复合材料机理”可以得到较高抗折强度的水泥基材料。
目前，GRC材料作为一种轻质高强的建筑材料在建筑工程、 民用工程、市政工程、农业工程、艺术工程及军事工程等方面非常十分广泛，且其应用已突破传统的非承重构造，在半承重构造中的应用十分广泛，甚至进一步在承重构造中试用。作为一种复合材料，GRC的性能可以根据工程要求在成型制作时进行适当调整，以满足不同工程的需要。GRC复合材料有轻质高强、抗冻融性好、抗渗性优越、耐火系数高、可塑性强等优点，同时，GRC材料的基础原料是水泥、耐碱玻璃纤维、砂、水及外加剂，原材料获取方便价格低廉。而随着纤维的掺入，GRC材料的抗折强度逐渐增加，但是会大大损失砂浆的流动度，很难兼具大掺量、高抗折强度、大流动性。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料及其制备方法，采用硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作为胶凝材料体系、添加多种矿物掺合料、添加河砂、添加纤维、添加高效减水剂等多种技术手段，将各类原材料的优异性能高效整合，使得制备出的复合材料兼具大掺量、高流动性、高抗折强度，28 d抗折强度大于12.0 MPa，流动度参考水泥胶砂流动度测定方法，扩展度可达200mm以上，远高于普通的纤维水泥基材料流动度160 ~ 180mm。而且利用了大量的工业废弃物，对实验经济和社会的发展有着重要的意义.
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料，该材料由胶凝材料、细集料、纤维、外加剂和水组成，所述胶凝材料由硫铝酸盐水泥或硅酸盐水泥和矿物掺合料组成，占总质量比的29.0% ~ 50.0%；所述细集料为水洗河砂，与所述胶凝材料的质量比为0.5 ~ 2.0，占总质量比的30.0% ~ 60.0%；所述的纤维为耐碱玻璃纤维，占总体积比的2.0% ~ 5.0%；所述的外加剂为减水剂，用量为所述胶凝材料质量的0.8% ~ 2.5%；水与所述胶凝材料质量比为0.26~ 0.40，占总质量比的10.0% ~ 16.0%。
所述胶凝材料中，硅酸盐水泥为P II型，强度等级在52.5级以上；所述硫铝酸盐水泥为快硬型硫铝酸盐水泥，强度等级在42.5级以上；所述矿物掺合料为微珠（掺量为胶凝材料质量的10.0 ~ 30.0%）、I级以上的粉煤灰（掺量为胶凝材料质量的0 ~ 40.0%）、硅灰（掺量为胶凝材料质量的0 ~ 10.0%）3种材料中的2种以上的组合。
所述细集料是水洗3 ~ 5 mm的河砂。
所述纤维是氧化锆的含量高于16.0%，长度为6 ~ 12mm的耐碱玻璃纤维。
所述减水剂是聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种或多种。
本发明提供的一种采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料的制备方法为：首先按配方比例称取所需的胶凝材料、细集料与纤维均匀混合；然后称取所需的水和减水剂充分搅拌均匀；将水剂缓慢加入混合均匀的粉料中，充分搅拌后填满模具，然后振动成型，最后在标准养护室中养护28d得到GRC材料，然后进行相关的测试试验。
本发明的有益效果是：
与国内外同类技术相比，本发明具有以下特色：
1.采用多种手段复合，得到的GRC材料具有大掺量、高流动度、高抗折强度的特性；
2.采用硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和矿物掺合料的多种胶凝体系可大幅度降低基体的碱度，从而降低基体对耐碱玻璃纤维的腐蚀，以提高其耐久性；添加微珠作为掺合料，其球形颗粒有助于提高流动性的同时，提高耐久性，添加耐碱玻璃纤维，有助于提高复合材料的抗折强度，但同时也会降低流动性；
3.本发明制备的GRC材料的新拌性能好，具有大流动性，同时不离析不泌水；参考水泥胶砂流动度测定方法，其流动度大于200mm，远高于普通的纤维水泥基材料流动度160 ~180mm；
4.本发明制备的GRC材料参考建筑砂浆基本性能试验方法，标准养护28d的抗折强度超过12.0MPa，远高于一般砂浆的6 ~ 8MPa；
5.本发明制备的GRC材料掺入的耐碱玻璃纤维体积掺量为2.0% ~ 5.0%，远高于普通纤维增强水泥基材料的纤维掺量0.1% ~ 1.0%，增加抗折强度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

Claims (6)

1.一种采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料，该材料由胶凝材料、细集料、纤维、外加剂和水组成，其特征在于，该材料各组分百分比为：
水泥 29.0% ～ 50.0%
河砂 30.0% ～ 60.0%
玻璃纤维 2.0% ～ 5.0%
减水剂 0.8% ～ 2.5%
水 10.0% ~ 16.0%。
2.根据权利要求1所述的采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料，其特征在于，所述胶凝材料中，硅酸盐水泥为P II型，强度等级在52.5级以上；所述硫铝酸盐水泥为快硬型硫铝酸盐水泥，强度等级在42.5级以上；所述矿物掺合料为微珠、I级以上的粉煤灰、硅灰3种材料中的2种以上的组合，其中微珠掺量为胶凝材料质量的10.0% ~ 30.0%；粉煤灰掺量为胶凝材料质量的0 ~ 40.0%；硅灰掺量为胶凝材料质量的0 ~ 10.0%。
3.根据权利要求1所述的采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料，其特征在于，所述纤维是二氧化锆的含量高于16.0%，长度为6 ~ 12 mm的耐碱玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料，其特征在于，所述砂子为过3 ~ 5 mm孔径筛的水洗河砂。
5.根据权利要求1所述的采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料，其特征在于，所述减水剂是聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的采用微珠制备大纤维掺量高流动GRC材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配方比例称取所需的胶凝材料、细集料、纤维均匀混合；
（2）称取所需的水和减水剂充分搅拌均匀；
（3）将步骤（2）得到的水剂缓慢加入步骤（1）的粉料中，充分搅拌后填满模具，然后振动成型；
（4）在标准养护室中养护28 d得到GRC材料，然后进行相关的测试试验。
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