[发明专利]一种具有高抗冲击性能的复合材料及其复合方法

说明书

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种具有高抗冲击性能的复合材料及其复合方法。首先制备出具有高抗冲击性能的混凝土样品，在此基础上，利用聚脲喷涂技术，在两块混凝土样品之间及外表面上喷涂4～9mm厚的聚脲，制备出三明治夹心结构的复合材料。本申请制备出的复合材料保留了混凝土本身硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、可塑性强的优良特性，且具有聚脲耐化学腐蚀、高强度、高抗渗、耐磨、热稳定好、柔韧抗冲击、无接缝、与混凝土附着力强等优点，同时显著提高了混凝土的抗冲击性，克服了单一混凝土的局限性，使混凝土的应用范围得到了更进一步地扩展。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高抗冲击性复合材料及其复合方法。

背景技术

现代建筑结构不可避免地要承受撞击、地震、导弹等动力载荷。混凝土作为当今用量最大的建筑材料，其抗冲击性能，即混凝土在冲击载荷作用下，抵抗冲击疲劳破坏和抗裂韧性的能力的优劣切实关系着人们的生命和财产安全，因此，提高混凝土的抗冲击性能的研究意义重大且势在必行。

冲击载荷的持续时间短、能量高、其作用会对混凝土结构造成很大的损坏，给混凝土工程的安全性、耐久性等带来严重影响，而现有的混凝土整体还达不到一些建筑工程的具有高抗冲击性能的要求。因此，如何提高混凝土的抗冲击性一直受到国内外学者的广泛关注。

发明内容

本发明提供了一种高抗冲击性复合材料及其复合方法，所述方法得到的混凝土既保留了混凝土本身硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、可塑性强的优良特性，而且还保留聚脲耐化学腐蚀、高强度、高抗渗、耐磨、热稳定好、柔韧抗冲击、无接缝、与混凝土附着力强等优点，同时显著提高了混凝土的抗冲击性，克服了单一混凝土的局限性，使混凝土的应用范围得到了更进一步地扩展。

实现本发明的技术方案是：

本发明提供的一种具有高抗冲击性能的复合材料，其结构为：在两块混凝土样品之间及外表面上喷涂4～9mm厚的聚脲形成具有三明治夹心结构的复合材料。

本发明提供的一种具有高抗冲击性能的复合材料的复合方法如下：

(1)制备混凝土，首先将38.0g石子(粒径为3.0-6.0mm)、22.6g超细纤维(直径为0.2х6mm)、40.9g沙子(粒径为0.1-1.0mm)和69.2g石灰依次加入搅拌器中并混合均匀，然后缓慢倒入含量为11％的21.15g水并搅拌3-4min，避免超细纤维凝结成团，并观察到其表面呈湿润状，最后将其倒入模具中，放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min成型，要求表面无大量气泡溢出，即高抗冲击性混凝土制备完成。

(2)混凝土养护，将混凝土放置在温度为17.5-27.5℃，湿度为55-85％的环境中养护3天以上，若时间允许，一般养护时间越长，其抗冲击性能越好，待混凝土表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。

(3)在步骤(2)的基础上，在两块混凝土表面匀速喷涂4～9mm厚的No.XS-350聚脲，先喷涂单个混凝土，然后叠加在一起，制备出三明治夹心结构的复合材料。No.XS-350聚脲涂料使用前需在70-90℉条件下进行预处理；喷涂设备为Graco公司生产的Reactor仪器，该设备具有加热、加压功能。

本发明方法制得的高抗冲击性复合材料适用于对抗冲击性能要求严格的工程建筑，例如防爆建筑，保险箱，ATM机等领域。

本发明采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测试仪器名称为Drop tower，测试原理为：通过捕捉重锤冲击样品的速度变化ΔV来计算样品在此过程中所吸收能量的多少，速度差ΔV越大，吸收的能量越多，该样品的抗冲击性能即越好。

采用上述技术方案后，本技术有以下优势：