[发明专利]一种混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料及其制备方法，复合材料的原料组成为：硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰、砂、PVA纤维、钢纤维、碳酸钙晶须和水，上述原料的质量份配比为：硅酸盐水泥300±5Kg/m³，减水剂6±1Kg/m³，粉煤灰1200±50Kg/m³，砂540±20Kg/m³，PVA纤维18±4Kg/m³，钢纤维45±25Kg/m³，碳酸钙晶须110±40Kg/m³，水510±5Kg/m³。本发明的混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料具有优异的拉伸变形能力、极强的弯曲变形能力、在单轴拉伸和弯曲荷载作用下多缝开裂特征明显、高水平的压缩能量吸收能力，而且性价比高、成本较低，原材料易得，制备工艺较简单。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

工业与民用建筑结构中的钢筋混凝土梁、柱、板，或隧道工程中的初期支护喷射混凝土，或桥梁工程中的承台、墩柱、盖梁、承重梁等在役结构，应设计、施工、使用等原因，出现欠强、承载能力不足、过载作用下发生开裂甚至破损等是一种常态，当这些现象不太严重时，一般采用结构加固进行补强，常用的方法有粘钢法、粘碳纤维布法和加大截面法。结构补强采用加大截面法一般用钢筋混凝土作为补强材料，对混凝土的物理力学性能要求较高。此外，房建工程中的梁柱节点受力复杂，对该处的混凝土既要有足够的强度又要具良好的变形能力。目前常见的途径是较老结构的混凝土提高一个强度等级，或是采用喷射混凝土、化学压浆等方法。它们的共同特点是：制备较简单、材料来源较广、仅注重抗压强度而忽略抗拉、抗弯和变形性能、有机高分子材料较易氧化而发脆开裂、性价比较低等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料及其制备方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料，其原料组成为：硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰、砂、PVA纤维、钢纤维、碳酸钙晶须和水，上述原料的质量份配比为：硅酸盐水泥300±5Kg/m³，减水剂6±1Kg/m³，粉煤灰1200±50Kg/m³，砂540±20Kg/m³，PVA纤维18±4Kg/m³，钢纤维45±25Kg/m³，碳酸钙晶须110±40Kg/m³，水510±5Kg/m³。

进一步地，所述的硅酸盐水泥为P·O 42.5R 型，强度等级不低于42.5MPa，其余技术指标符合现行国家标准对普通硅酸盐水泥的要求。

进一步地，所述的减水剂为聚羧酸盐高性能减水剂，减水率不低于25%。

进一步地，所述的粉煤灰为I级粉煤灰。

进一步地，所述的砂为精制石英砂，细度模数为2.1-2.3。

进一步地，所述PVA纤维的密度为1.30g/mm³、长径比为340、弹性模量42GPa。

进一步地，所述钢纤维为端部带弯钩的短切钢纤维，长径比为60-80，弹性模量200-210 Gpa。

进一步地，所述碳酸钙晶须长径比为30-50、弹性模量为400-700 GPa。

一种混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰、砂、PVA纤维、钢纤维和碳酸钙晶须置于强制搅拌机中进行预拌合至均匀状态，得到匀混料一；