[发明专利]一种环保型抗冻PVA纤维水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型抗冻PVA纤维水泥基复合材料及其制备方法，各组分的配合比如下：水泥300kg/m³，I级高钙粉煤灰700kg/m³，水240kg/m³，石英砂160kg/m³，高炉水淬废渣360kg/m³，废弃陶瓷细骨料140kg/m³，废弃玻璃微粉170kg/m³，石屑粉130kg/m³，火山灰30kg/m³，减水剂为水泥、I级高钙粉煤灰质量之和的1.3％，增稠剂为水泥、I级高钙粉煤灰质量之和0.11％，消泡剂为水泥、I级高钙粉煤灰质量之和1.0％，PVA纤维占总体积的2％。本发明既解决了废弃物占用大量土地和污染环境的问题，又减少了山石和河砂的开采，具有节能环保的优点。

技术领域

本发明属于土木工程材料领域，具体是涉及一种环保型抗冻PVA纤维水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

高钙粉煤灰为鄂尔多斯地区煤炭燃烧所产生的废弃物，高炉水淬废渣是取自内蒙古包头钢铁集团炼铁厂的冶金废弃物，火山灰为内蒙古乌兰察布地区天然火山灰，石屑粉为各类矿石开采、开发、加工过程中所产生的废弃物，废弃陶瓷细骨料、废弃玻璃微粉为废弃的陶瓷制品和玻璃用品经破碎、加工、选料、筛分而成。目前大量的高钙粉煤灰、高炉水淬废渣、废弃陶瓷、废弃玻璃和石屑粉堆积在生产厂区和生活区周边，不仅占用了大量的土地，而且还严重污染了自然环境。因此，这些废弃物的回收和再利用，是实现土木工程行业绿色施工和四节一环保(节能、节地、节水、节材和环境保护)的最佳途径。

随着土木工程行业的不断发展，混凝土材料已成为使用量最大的土木工程材料，从而导致山石和河砂的大量开采。这对我国的自然资源和生态环境造成了不可恢复性的破坏。

严寒地区，混凝土材料受到冻融循环作用易脱落、开裂，从而大大降低了混凝土设施的使用寿命。因此，提高材料的抗冻性对延长各类土木工程设施的使用寿命至关重要。

现有技术中已有公开的专利：曹明莉,张聪,李勇.多尺度纤维增强的高性能水泥基复合材料及其制备方法[P].发明专利,申请号201310225204.0。何淅淅,丁鲁波,刘翔.一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料[P].发明专利,申请号201610236105.6。何淅淅,丁鲁波,张博.一种PVA纤维增强水泥基复合材料[P].发明专利,申请号201610237176.8。

上述公开技术从材料配合比方面实现了PVA纤维增强水泥基复合材料的制备，具有应变硬化性能、变形性能、耗能能力、耐久性能优异的特点。上述技术配合比中，采用了铁尾矿砂代替天然砂，具有较好的环保功效。

但是上述技术配制的材料，并没有完整体现出抗冻性能。本发明配合比中，大量使用了高钙粉煤灰、高炉水淬废渣、废弃陶瓷细骨料、废弃玻璃微粉、石屑粉等废弃物，更有效地节能减排、保护环境。本发明配制的环保型抗冻PVA纤维水泥基复合材料，在冻融循环次数达到1000次时，其相对动弹性模量尚未下降到60％以下，质量损失率没有达到5％以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型抗冻PVA纤维水泥基复合材料及其制备方法，这样既解决了废弃物占用大量土地和污染自然环境的问题，又解决了山石和河砂的大量开采对自然资源、生态环境造成的不可恢复性的破坏问题，同时还解决了严寒地区混凝土设施受到低温冻融作用，其使用寿命大大降低的问题。

本发明采用的技术方案为：一种环保型抗冻PVA纤维水泥基复合材料，各组分的配合比如下：

水泥300kg/m³

I级高钙粉煤灰700kg/m³

水240kg/m³

石英砂160kg/m³