[发明专利]一种PVA-ECC高韧性纤维水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，具体地说是一种PVA‑ECC高韧性纤维水泥基复合材料及其制备方法。其各组成成分及其重量份数比为：525白水泥25~35份、石英砂40~60份、钛白粉18~20份、松脂岩玻化微珠1~10份、PVA纤维素0.5~2份、离子液体6~8份、农作物秸秆粉10~12份、粘土3~6份、硅藻土3~5份、马来酸酐3~5份、晶须1~3份、硅烷偶联剂3~6份、纤维素醚0.5~2份、可再分散乳胶粉0.3~2份、高效减水剂0.1~3份、无机颜料0.5~2份、水90~100份。制备方法为以马来酸酐、粘土、硅藻土、PVA纤维素为原料制备PVA纤维/粘土/硅藻土纳米复合材料，再与其他原料混合搅拌。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体地说是一种PVA-ECC高韧性纤维水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

随着混凝土结构领域的发展，规模的扩大以及结构工程向更高、更大的方面发展，对混凝土结构的性能要求也越来越高。为适应发展的需求，势必要对混凝土的结构材料加以改善，从而提高其性能指标。

聚乙烯醇纤维(PVA)又称维纶纤维，主要特点是强度高、模量高、耐磨、抗酸碱性好、耐候性好，它能够与水泥基材粘结强度高，能够提高混凝土早期阻裂性能，还能够大幅度提高混凝土的变性能力。

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（PVA-ECC）是以水泥、填料或者粒径不大于5mm的细集料作为基体，掺入一定比例的PVA纤维制得的水泥基复合材料，具有良好延性及微裂缝宽度控制能力，能够解决混凝土脆性破坏的缺点，还具有优异的拉伸变形、抗压及耐久性能，可应用于桥面、隧道修复，大坝、污水管线的维护，能够有效改善结构的耗能性和裂缝控制能力，大大提高结构的安全性。

近年来，国内外研究学者对PVA-EVV纤维水泥复合材料进行了试验研究，主要对PVA-EVV纤维水泥复合材料的组分、材料结构性能、施工工艺等方面进行了研究，也取得了一定的研究成功。徐世烺等对纤维水泥复合材料的拉伸、弯曲性能等进行研究。

中国专利申请号：201610237176.8，专利名称：一种PVA纤维增强水泥基复合材料。该发明公开的一种PVA纤维增强水泥基复合材料，其由以下重量份数的组分组成：水泥11.8-26.8份，粉煤灰32.2-47.2份，河砂20.8-21.5份，减水剂0.53-0.54份，消泡剂0.03份，增稠剂0.03份，纤维1.24-1.25份，水17.7-17.9份。该发明通过大掺量粉煤灰替代PVA纤维增强水泥基复合材料中的水泥来降低复合材料的成本，提高材料的绿色性能。

中国专利申请号：201710511062.2，专利名称：一种高韧性水泥基复合材料。该专利发明的高韧性水泥基复合材料的组分为水泥、粉煤灰、砂、水、减水剂和PVA纤维，按质量比计，水泥：粉煤灰：砂：水：减水剂=1：（1.0~1.2）：（0.6~0.8）：（0.42~0.57）：（0.001~0.003）；以水泥、粉煤灰、砂和减水剂混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的掺量为13~20kg/m3。该发明的高韧性水泥基复合材料只是将原材料进行简单的搅拌混合，依然会存在粘结性差，韧性较低等问题。

中国专利申请号：201710403893.8，专利名称：一种超高韧性水泥基复合材料及其制备方法。该发明专利由以下重量份数计的原料组成：175~225份水泥、440~490份粉煤灰、175~225份砂、175~225份水、5.5~6.5份减水剂、0~2.2份增稠剂、12~16份PVA纤维，其制备方法即首先将水泥、粉煤灰、砂和增稠剂搅拌混匀；然后加入水和减水剂继续搅拌混匀，最后加入PVA纤维，继续搅拌直至PVA纤维分散均匀，即得到超高韧性水泥基复合材料，其抗拉强度达3MPa~4.5MPa、拉伸应变达2.5%~4.5%。该发明利用PVA纤维和增稠剂甲基纤维素醚以及组分之间的协同作用来增强该水泥基复合材料的抗拉强度和拉伸应变能力。

发明内容