[发明专利]一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法

说明书

一种纤维增强水泥基复合材料，以重量计，包括以下原料：水泥50～70份、碳纤维增强体10～20份、膨胀剂2～4份、钢纤维20～30份、水10～30份、减水剂1～3份、陶瓷粉10～20份、硅粉8～16份；采用充分分散的超细硅灰颗粒，填充于水泥颗粒堆积体系的空隙中，实现颗粒堆积致密化，再通过高效减水剂形成高密实度颗粒堆积体系，使得纤维增强水泥基复合材料具有较高弹性模量、较高拉伸强度与压缩强度等超高性能、较强的自愈合能力以及低渗透性，碳纤维增强体以及钢纤维的加入，使得纤维增强水泥基复合材料的成品的结构强度更高，从而使纤维增强水泥基复合材料加固钢筋混凝土结构的承载力的提高更加明显。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

建筑材料是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称，可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等，装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。

然而传统的纤维增强水泥基复合材料因水灰比较大等因素影响而出现弹性模量较低等不足之处，致使纤维增强水泥基复合材料加固钢筋混凝土结构的承载力提高并不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，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：

一种纤维增强水泥基复合材料，以重量计，包括以下原料：水泥50～70份、碳纤维增强体10～20份、膨胀剂2～4份、钢纤维20～30份、水10～30份、减水剂1～3份、陶瓷粉10～20份、硅粉8～16份。

作为本发明的进一步技术方案是：以重量计，包括以下原料：水泥55～65份、碳纤维增强体13～17份、膨胀剂2～4份、钢纤维23～27份、水15～25份、减水剂1～3份、陶瓷粉13～17份、硅粉10～14份。

作为本发明的再进一步技术方案是：以重量计，包括以下原料：水泥60份、碳纤维增强体15份、膨胀剂3份、钢纤维25份、水20份、减水剂2份、陶瓷粉15份、硅粉12份。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述水泥为低热水泥，所述膨胀剂为硫铝酸盐类混凝土膨胀剂，所述减水剂为聚羧酸类高效减水剂或萘系高效减水剂。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述硅粉中的无定型二氧化硅的质量百分比含量大于等于90％。

一种纤维增强水泥基复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将水泥、陶瓷粉和硅粉放入搅拌机中搅拌10～20min,搅拌机的转速为80～120r/min,得到第一混合体；

(2)向步骤(1)中制备的第一混合体中加入膨胀剂和减水剂，然后通过搅拌机搅拌10～20min,得到第二混合体；

(3)向步骤(2)中制备的第二混合体中加入碳纤维增强体、钢纤维和水，然后通过搅拌机搅拌20～40min,得到第一半成品；

(4)使用包装机对步骤(3)制备的第一半成品进行装袋封存，从而得到纤维增强水泥基复合材料。

本发明的有益效果是采用充分分散的超细硅灰颗粒，填充于水泥颗粒堆积体系的空隙中，实现颗粒堆积致密化，再通过高效减水剂形成高密实度颗粒堆积体系，使得纤维增强水泥基复合材料具有较高弹性模量、较高拉伸强度与压缩强度等超高性能、较强的自愈合能力以及低渗透性，另外，碳纤维增强体以及钢纤维的加入，使得纤维增强水泥基复合材料的成品的结构强度更高，从而使纤维增强水泥基复合材料加固钢筋混凝土结构的承载力的提高更加明显。