[发明专利]一种纤维增强混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种纤维增强混凝土材料及其制备方法，涉及混凝土材料技术领域，本发明纤维增强混凝土材料由以下原料制成：改性膨润土、层状次磷酸盐、硅酸盐水泥、纤维材料、钢纤维、硼酸、硼砂、增强剂、有机增稠剂、水。本发明纤维增强混凝土材料耐腐蚀性好、密封性强、使用寿命长、强度好、抗冲击强度好；改性后的膨润土、层状次磷酸盐和硅酸盐水泥基体结合良好，在水泥基体中分布均匀、分散性好，添加其制备的混凝土材料强度高、热稳定性好；纤维材料、钢纤维嵌入硅酸盐水泥基体增强了混凝土材料的抗冲击强度、抗冻性能，耐久性能等综合力学和机械性能。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体涉及一种纤维增强混凝土材料及其制备方法。

背景技术

混凝土是当代最主要的建筑材料之一，其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种建筑工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。但是在一些高负荷建筑物的使用中，需要混凝土优异的强度，目前为了增加混凝土的强度，学者们一般是添加纤维进行增强。

随着国民经济的快速发展、城市化进程的加快，管材需求量日益增多。相对于金属管材、塑料管材，由于纤维增强混凝土材料的低廉成本，深受设计部门和使用部门的青睐。目前市场上通用的混凝土管主要为预应力混凝土管、混凝土管和钢筋混凝土管，而用量最大的是钢筋混凝土管。根据制管工艺不同，制管方法可分为离心、悬辊、立式挤压及立式振动等法。与其它制管工艺相比，悬辊法具有管外压强度高、外负荷重大、不跑浆、混凝土密实度好、抗渗性好、耐久性优良等特点，而被广泛采用。

现有技术中，传统的钢筋混凝土材料存在耐腐蚀性差、安装困难、输水能力差、密封性差、使用寿命不长的问题，而塑料材料又存在整体强度差、抗冲击强度差、造价高等问题。

因此，研制一种成本低、性能好的纤维增强混凝土材料尤为重要。

发明内容

针对现有技术中技术问题，本发明提供一种纤维增强混凝土材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种纤维增强混凝土材料，由以下重量份的原料制成：改性膨润土30-60份、层状次磷酸盐10-26份、硅酸盐水泥40-80份、纤维材料15-30份、钢纤维10-18份、硼酸5-10份、硼砂5-10份、增强剂2-5份、有机增稠剂2-6份、水80-160份。

优选的，所述一种纤维增强混凝土材料由以下重量份的原料制成：改性膨润土40-56份、层状次磷酸盐14-22份、硅酸盐水泥50-70份、纤维材料20-26份、钢纤维12-16份、硼酸6-9份、硼砂6-9份、增强剂3-4份、有机增稠剂3-5份、水100-140份。

优选的，所述一种纤维增强混凝土材料由以下重量份的原料制成：改性膨润土45份、层状次磷酸盐18份、硅酸盐水泥60份、纤维材料23份、钢纤维14份、硼酸7份、硼砂7份、增强剂3.5份、有机增稠剂4份、水120份。

优选的，所述纤维材料为长度为3-10mm的聚丙烯纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维中的至少一种。

优选的，所述改性膨润土的制备方法，包括以下步骤：S1、将2-4份膨润土和160-200mL无水乙醇置于三口烧瓶中，将三口烧瓶置于70-85℃水浴中搅拌2-3h；S2、将2-6份改性剂在60-70℃去离子水中溶解后倒入步骤S1的三口烧瓶中，用稀硝酸调节溶液pH为3-4，再搅拌5-6.5h，冷却，过滤，再用45％无水乙醇溶液和去离子水洗涤，40-65℃干燥至恒重，研磨后得到改性膨润土。

优选的，所述改性剂为十二烷基磺酸钠、酒石酸氢钠、衣康酸中的至少一种。

优选的，所述层状次磷酸盐为经水热法合成的纳米片。