CN111792888A - 一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法，水泥基制品成分包括水泥、沙、微硅粉、偏高岭土、重钙粉、多孔玄武岩、纤维、碳纳米管、减水剂、消泡剂和水，沙的粒度为70‑100目，偏高岭土的粒度为1000‑1500目，重钙粉的粒度为100‑200目，多孔玄武岩的粒度为80‑100目，各成分按重量份数计为水泥20‑40份、沙40‑60份、微硅粉20‑30份、偏高岭土5‑10份、重钙粉5‑10份、多孔玄武岩5‑10份、纤维1.5‑3份、碳纳米管2‑3份、减水剂0.5‑2份、消泡剂0.1‑0.5和水7‑12份。本发明通过加入多孔玄武岩，利用孔隙对水分的储存与释放，达到自然养护目的，不同纤维在水泥基材料中的分布及界面结合，通过宏观纤维与微观状态下碳纳米管的结合对产品不同尺寸效应增强，使脆性水泥基材料达到超高韧性。

Description

一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体来说，涉及一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法。

背景技术

水泥基材料因其适用性强、原材料来源丰富、生产与成型便捷以及经济性高等优点，已经成为世界上应用最广、用量最大的工程建筑材料。随着工程经验的积累和相关研究的发展，在抗压强度和耐久性上得到了显著的提高。然而这并未改变水泥基材料的脆性本质，它自身仍存在不足之处，如自重大、极端荷载下容易脆性破坏，及其最为致命的弱点——抗拉强度低，水泥基材料在拉应力作用下容易出现裂缝并难以抑制其扩展，结构往往会迅速失去承载能力而破坏。从材料本身上改善甚至转变其劣势特性，将对提高水泥基材料的安全性和耐久性具有深远的意义，还能拓展水泥基材料在大跨度、超高层等领域的应用前景。水泥基材料在建筑中应用，需要解决建筑抗风压、抗震、平面内变形性等问题，这就要求应用在建筑中的水泥基制品具有很好的韧性，以适应建筑的抗震性、平面内变形性等。

水泥基制品在生产过程中需要养护以提高其强度的发展，降低开裂的风险，通过外养护增加成本并且不够环保，通过在水泥中添加一种环保型的保水材料，增强水泥基制品的自身养护能力，提升生产效率，绿色环保。因此提供一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超高韧性自养护水泥基制品，超高韧性自养护水泥制品为15-50mm厚的平板或双曲面构件，具有超高韧性，在自然状态下自我养护成型，所述超高韧性自养护水泥基制品的成分包括水泥、沙、微硅粉、偏高岭土、重钙粉、多孔玄武岩、纤维、碳纳米管、减水剂、消泡剂和水，所述沙的粒度为70-100目，偏高岭土的粒度为1000-1500目，重钙粉的粒度为100-200目，多孔玄武岩的粒度为80-100目，各成分按重量份数计为水泥20-40份、沙40-60份、微硅粉20-30份、偏高岭土5-10份、重钙粉5-10份、多孔玄武岩5-10份、纤维1.5-3份、碳纳米管2-3份、减水剂0.5-2份、消泡剂0.1-0.5和水7-12份。

进一步的，纤维为有机纤维、玻璃纤维、钢纤维中的一种或几种。

进一步的，减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂的一种或多种。

一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法，包括以下步骤：

①将多孔玄武岩颗粒浸泡到水里，使孔隙里充满水分；

②将沙、水泥、微硅粉、偏高岭土、重钙粉进行预混得干粉料A，将减水剂消泡剂加入水中搅拌均匀得液体B，将80％搅拌均匀的B加入干粉料A中进行搅拌10-25分钟，加入剩余的液体B，搅拌3-5分钟；

③加入浸水后的多孔玄武岩搅拌均匀；

④将纤维和碳纳米管加入搅拌均匀；

⑤将搅拌好的浆料浇筑或喷射模具中，24小时后脱模得超高韧性自养护水泥基制品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过加入多孔玄武岩，利用孔隙对水分的储存与释放，达到自然养护，加强自然养护的目的，并且玄武岩优良的物理性能，不会像有机储水材料，在失去水分后强度变低，影响水泥基制品的强度。

(2)本发明不同纤维在水泥基材料中的分布及界面结合，通过宏观纤维与微观状态下碳纳米管的结合对产品不同尺寸效应增强，使脆性水泥基材料达到超高韧性。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做出进一步的描述：

实施例一：称取水泥40份、沙60份、微硅粉30份、偏高岭土5份、重钙粉5份、多孔玄武岩5份、纤维1.5份、碳纳米管2份、减水剂1份、消泡剂0.3和水8份，其中沙的粒度为70-100目，偏高岭土的粒度为1000-1500目，重钙粉的粒度为100-200目，多孔玄武岩的粒度为80-100目。

具体制备步骤如下：

①将多孔玄武岩颗粒浸泡到水里，使孔隙里充满水分；

②将沙、水泥、微硅粉、偏高岭土、重钙粉进行预混得干粉料A，将减水剂消泡剂加入水中搅拌均匀得液体B，将80％搅拌均匀的B加入干粉料A中进行搅拌20分钟，加入剩余的液体B，搅拌5分钟；

③加入浸水后的多孔玄武岩搅拌均匀；

④将纤维和碳纳米管加入搅拌均匀；

⑤将搅拌好的浆料浇筑或喷射模具中，24小时后脱模得超高韧性自养护水泥基制品。

实施例二：称取水泥20份、沙40份、微硅粉20份、偏高岭土10份、重钙粉10份、多孔玄武岩10份、纤维3份、碳纳米管3份、减水剂2份、消泡剂0.5和水10份，其中沙的粒度为70-100目，偏高岭土的粒度为1000-1500目，重钙粉的粒度为100-200目，多孔玄武岩的粒度为80-100目。

具体制备步骤如下：

①将多孔玄武岩颗粒浸泡到水里，使孔隙里充满水分；

②将沙、水泥、微硅粉、偏高岭土、重钙粉进行预混得干粉料A，将减水剂消泡剂加入水中搅拌均匀得液体B，将80％搅拌均匀的B加入干粉料A中进行搅拌20分钟，加入剩余的液体B，搅拌5分钟；

③加入浸水后的多孔玄武岩搅拌均匀；

④将纤维和碳纳米管加入搅拌均匀；

⑤将搅拌好的浆料浇筑或喷射模具中，24小时后脱模得超高韧性自养护水泥基制品。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超高韧性自养护水泥基制品，其特征在于，所述超高韧性自养护水泥制品为15-50mm厚的平板或双曲面构件，具有超高韧性，在自然状态下自我养护成型，所述超高韧性自养护水泥基制品的成分包括水泥、沙、微硅粉、偏高岭土、重钙粉、多孔玄武岩、纤维、碳纳米管、减水剂、消泡剂和水，所述沙的粒度为70-100目，偏高岭土的粒度为1000-1500目，重钙粉的粒度为100-200目，多孔玄武岩的粒度为80-100目，各成分按重量份数计为水泥20-40份、沙40-60份、微硅粉20-30份、偏高岭土5-10份、重钙粉5-10份、多孔玄武岩5-10份、纤维1.5-3份、碳纳米管2-3份、减水剂0.5-2份、消泡剂0.1-0.5和水7-12份。

2.根据权利要求1所述的一种超高韧性自养护水泥基制品，其特征在于，所述纤维为有机纤维、玻璃纤维、钢纤维中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种超高韧性自养护水泥基制品，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂的一种或多种。

4.一种超高韧性自养护水泥基制品及其制备方法，包括以下步骤：

①将多孔玄武岩颗粒浸泡到水里，使孔隙里充满水分；

②将沙、水泥、微硅粉、偏高岭土、重钙粉进行预混得干粉料A，将减水剂消泡剂加入水中搅拌均匀得液体B，将80％搅拌均匀的B加入干粉料A中进行搅拌10-25分钟，加入剩余的液体B，搅拌3-5分钟；

③加入浸水后的多孔玄武岩搅拌均匀；

④将纤维和碳纳米管加入搅拌均匀；

⑤将搅拌好的浆料浇筑或喷射模具中，24小时后脱模得超高韧性自养护水泥基制品。