[发明专利]一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于土木工程材料技术领域，具体公开了一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料及其制备方法。本发明通过硅酸盐水泥、粉煤灰、高炉矿渣、水、石英砂、石膏、早强剂、增稠剂、膨胀剂、减水剂、消泡剂、聚乙烯醇纤维复配，将水、减水剂、消泡剂液体原料加入到固体原料中，最后再添加聚乙烯醇纤维混合均匀，制得一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料。本发明制备的水泥基复合材料具有微膨胀性能，能够抑制材料的早期收缩裂缝，同时能够加强材料的延性。

技术领域

本发明涉及土木工程材料技术领域，尤其涉及一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，人们越来越重视环境问题，环境友好型的建设思想与绿色文明施工成为了建筑行业未来发展的主要趋势。由于建筑垃圾的低利用率，增加了垃圾的填埋用地，对水资源和土地资源都产生了一定程度的危害，人们便想到了混凝土产业。建筑垃圾中的粉煤灰、工业矿渣、煤矸石以及废石膏都可以根据各自不同的特性加入到混凝土中，用来提高混凝土的工作性能、密实性以及降低孔隙率。目前混凝土中的胶凝材料的成分已经超过了一半，成为了改善混凝土某些性能的关键成分，同时也实现了资源的再利用。

但是混凝土在水化、硬化过程中存在的热力学反应、物理反应和化学反应会导致体积变化，进而导致混凝土早期产生收缩开裂。为了解决混凝土早期收缩开裂的问题，目前应用比较广泛的手段是掺入由日本Kurauy公司生产的K-Ⅱ可乐纶纤维，但该纤维价格高昂，不适于推广应用。

因此，如何提供一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料及其制备方法，降低水泥基复合材料的制备成本，使其具备微膨胀性能，抑制材料的早期收缩裂缝是本领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料及其制备方法，本发明在低成本下解决了混凝土早期容易产生收缩开裂的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料，包括如下质量份数的原料：

硅酸盐水泥200～260份、粉煤灰900～1100份、高炉矿渣350～400份、水280～320份、石英砂450～480份、石膏100～150份、早强剂5～10份、增稠剂0.5～1.5份、膨胀剂120～130份、减水剂8～12份、消泡剂2～4份、聚乙烯醇纤维20～30份。

优选的，所述聚乙烯醇纤维的抗拉强度为1500～1800MPa、剪切长度为4～6mm、直径为15～20μm、伸长率为4～8％、弹性模量为20～50GPa、密度为1.0～1.5g/cm³。

优选的，增稠剂为羟丙甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素中的一种或几种。

优选的，所述膨胀剂为高聚物抗裂膨胀剂。

优选的，所述石英砂的粒径为0.075～0.12mm。

优选的，所述高炉矿渣为冶金废弃材料，高炉矿渣的化学成分包括氧化钙、二氧化硅、二氧化二铝、氧化镁和三氧化二铁。

优选的，所述减水剂为氨基磺酸系高效减水剂。

优选的，所述早强剂为二乙醇胺、木质素磺酸钙、明矾中的一种或几种。

本发明的另一目的是提供一种环保微膨胀高延性水泥基复合材料的制备方法，包含如下步骤：

将硅酸盐水泥、粉煤灰、高炉矿渣、石英砂、石膏、早强剂、增稠剂和膨胀剂进行第一次混合，加入水、减水剂、消泡剂进行第二次混合，然后加入聚乙烯醇纤维进行第三次混合，得到环保微膨胀高延性水泥基复合材料。

优选的，所述第一次混合搅拌时间为2～4min，搅拌速度为135～145rpm；