[发明专利]一种碱式硫酸镁纤维混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度高韧性碱式硫酸镁纤维混凝土，该碱式硫酸镁纤维混凝土包括如下重量份数的原料：轻烧氧化镁350~400份、七水硫酸镁120~140份、水160~185份、柠檬酸4.2~5.0份、砂590~610份、碎石1100~1120份、杨氏模量在800~1500 cN/dtex之间的纤维0.49~1.94份和杨氏模量在250~500 cN/dtex之间的纤维0.65~2.65份。本发明的优点是：制得的碱式硫酸镁纤维混凝土不仅具有快凝、早强、高强的特点，还具有抗折强度高和高韧性的特点，易于施工且用途广泛，尤其适用于氯离子腐蚀环境中的结构体。

技术领域

本发明涉及一种碱式硫酸镁纤维混凝土，具体涉及一种高强度高韧性碱式硫酸镁纤维混凝土。

背景技术

碱式硫酸镁纤维混凝土具有快凝、早强和高强的特点，尤其是高抗拉强度与抗折强度的优点，使其成为一种具有很大应用前景的新材料。现有的超高分子量聚乙烯(UPE)纤维碱式硫酸镁混凝土中UPE纤维和混凝土的弹性模量相差太大，很难充分发挥纤维的作用效果，而且配比不合理时会使混凝土流动性降低、强度和经济性相对较差。因此，缺乏一种易于施工、能充分发挥纤维和碱式硫酸镁混凝土各自的强度特性、耐久性好且流动性较好的高强度高韧性碱式硫酸镁纤维混凝土。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种快凝、早强、抗折强度高的高强度高韧性碱式硫酸镁纤维混凝土；本发明的第二目的是提供该碱式硫酸镁纤维混凝土的制备方法。

技术方案：一种高强度高韧性碱式硫酸镁纤维混凝土，包括如下重量份数的原料：轻烧氧化镁350～400份、七水硫酸镁120～140份、水160～185份、柠檬酸4.2～5.0份、砂590～610份、碎石1100～1120份、杨氏模量在800～1500cN/dtex之间的纤维0.49～1.94 份和杨氏模量在250～500cN/dtex之间的纤维0.65～2.65份。

不同纤维的杨氏模量不同，因此跟基质共同变形的特性不同，在杨氏模量很大的纤维(800～1500cN/dtex，如UPE纤维的杨氏模量1280cN/dtex左右)中间掺入杨氏模量相对较小(250～500cN/dtex，如PVA纤维的杨氏模量290cN/dtex左右)的纤维，且后者的杨氏模量大于碱式硫酸镁纤维混凝土基质的杨氏模量，可以形成过渡效应，使得三者的作用都不同程度的发挥，试验显示混合效果比单纤维混凝土的效果都要好。优选的，所述杨氏模量在800～1500cN/dtex之间的纤维为UPE纤维(即超高分子量聚乙烯纤维)，所述杨氏模量在250～500cN/dtex之间的纤维为PVA纤维(即聚乙烯醇纤维)，因为以上两种纤维的混掺效果好且UPE纤维具有弹性模量高和抗拉强度大等优点。

本发明外加剂柠檬酸可以有效稳定氧化镁的水化层，可以让氧化镁水化层吸附特定的离子而降低了表面能，导致溶液中的离子难以与水化层反应形成Mg(OH)₂沉淀，可以使碱式硫酸镁水泥获得较高的强度。

其中，所述UPE纤维的长度优选为10～14mm，UPE纤维的重量份数优选为0.95～1.2份，本发明所采用的UPE纤维为湖南中泰特种装备有限责任公司生产，密度为0.97 g/cm³；所述PVA纤维的长度优选为10～14mm，PVA纤维的重量份数优选为1.1～1.5 份，本发明所采用的PVA纤维为常州天怡工程纤维公司生产，密度为1.3g/cm³。

本发明采用的轻烧氧化镁活性含量为55～70％，并可根据0.5～0.55等效水灰比动态调整轻烧氧化镁份数；所述轻烧氧化镁为安徽六安万胜化工有限公司生产。优选的，所述七水硫酸镁纯度为99％以上，且为安徽六安万胜化工有限公司生产，所述柠檬酸纯度为99.7％以上，且为潍坊英轩实业有限公司生产；所述砂为中砂，所述碎石为5～20 mm连续级配。

本发明的高强度高韧性的碱式硫酸镁纤维混凝土的制备方法，包括如下步骤：