[发明专利]一种桥面铺装用超高韧水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种桥面铺装用超高韧水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将水泥、石英砂、玻璃微珠和粉煤灰混合搅拌均匀，备用；(2)将氧化石墨烯‑碳纳米管聚合物乳液、减水剂溶液、增稠剂溶液和水倒入搅拌锅中，搅拌均匀；(3)将步骤(1)中的混合物加入到步骤(2)中的液体混合物中，搅拌得搅拌料；(4)向步骤(3)的搅拌料中加入聚合物纤维，再搅拌，得到所述桥面铺装用超高韧水泥基复合材料。本发明所制备的水泥基复合材料具有更高的抗压强度和抗折强度、低收缩、高韧性、抗蚀性等优点，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种桥面铺装用超高韧水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

桥梁是交通运输的咽喉要道，其里程在公路总里程中所占比例很小，但其因维修养护给整个路网通行能力的影响是巨大的。桥面铺装材料由于所在的特殊结构位置，其使用寿命远小于普通沥青路面。由于在桥梁处更易形成渠化交通，同时铺装层受力更为复杂，桥面铺装层比普通沥青路面更容易产生早期损坏，严重制约着其使用品质和寿命。频繁的养护、维修，甚至翻修不仅仅浪费了大量的财力、物力和人力，还造成了严重的交通拥堵。

混凝土工程由于耐久性不足，在服役环境下未达到设计寿命时即发生病害甚至产生严重事故的现象非常普遍，造成了巨大的经济损失。如何提高混凝土的耐久性、高韧性一直受到混凝土工程界的高度重视。CN106517961A公开了一种具有低干燥收缩性能的高韧性水泥基复合材料，该复合材料由水、胶凝材料、石英砂、膨胀剂、减缩剂、减水剂和纤维组成，该水泥基复合材料可以明显减少PVA-ECC的收缩，避免PVA-ECC自身出现的开裂，保证其有良好的耐久性以及体积的稳定，具有低干燥收缩性能的高韧性水泥基复合材料的28d的收缩应变为262.41uε，相比传统PVA-ECC的收缩(1700uε左右)大幅度降低，甚至低于混凝土。CN106478007A公开了一种超高韧性纤维增强聚合物改性水泥基复合材料，由水泥、中砂、聚合物乳液、合成聚合物纤维、减水剂、消泡剂、增稠剂和水为原料制备得到，该水泥复合材料具有超高的弯曲初裂应变、较高的弯曲初裂应力。虽然上述材料在韧性方面得到了很大改善，但是其综合性能还有待提高，开发一种耐久性和高韧性兼具的桥面铺装用水泥基复合材料仍然具有十分重要的实际价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高韧、耐久性能好的桥面铺装用水泥基复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种桥面铺装用超高韧水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水泥、石英砂、玻璃微珠和粉煤灰混合搅拌均匀，备用；

(2)将氧化石墨烯-碳纳米管聚合物乳液、减水剂溶液、增稠剂溶液和水倒入搅拌锅中，搅拌均匀；

(3)将步骤(1)中的混合物加入到步骤(2)中的液体混合物中，于50-100转/分钟的速度下搅拌60-120s，得搅拌料；

(4)在30-50转/分钟的速度下向步骤(3)的搅拌料中加入聚合物纤维，再搅拌10-15min，得到所述桥面铺装用超高韧水泥基复合材料。

优选的，以重量份计，步骤(1)中水泥为100-150份，石英砂为50-75份，玻璃微珠为20-50份，粉煤灰为30-60份。

优选的，以重量份计，步骤(2)中氧化石墨烯-碳纳米管聚合物乳液为30-40份，减水剂溶液0.2-0.5份，增稠剂溶液0.2-0.5份，水20-40份。

优选的，以重量份计，步骤(4)中所述聚合物纤维为聚乙烯醇纤维，以重量份计，其加入量为2-8份；聚乙烯醇纤维的纤维长度为8-12mm，直径为10-15μm，拉伸强度为1200-1800Mpa，弹性模量为40-60GPa。