一种水泥基复合材料用有机复合纤维及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水泥基复合材料用有机合成纤维，涉及一种被应用于混凝±中有效控 制混凝±裂缝的复合纤维。
【背景技术】
[0002] 普通水泥砂浆、混凝±等水泥基复合材料抗拉强度低、脆性大，在施工和服役期间 容易产生开裂现象，同时在受荷载时往往呈现出无征兆的崩碎性破坏。目前，用于增强水泥 基复合材料的纤维种类很多，有机合成纤维是应用较为普遍的一类，包括聚丙帰纤维、聚己 帰醇纤维、尼龙纤维、聚丙帰腊纤维、芳绝纤维、聚己帰纤维等合成纤维。
[0003] 将一种有机合成纤维渗入到水泥复合材料中，有机合成纤维能阻止材料裂缝的产 生和发展，且有利于增强水泥基复合材料的初性，同时能够提高水泥基复合材料的抗拉强 度。各种有机合成纤维对改善混凝±性能发挥着各自独特的作用，但同时也有许多不足之 处。一般来说，高弹模纤维对水泥基复合材料的增强效果较好；低弹模纤维增强效果较差， 但阻裂效果较好。其中聚丙帰纤维属于低弹模纤维，而聚己帰醇纤维属于高弹模纤维。通 过将聚丙帰纤维与聚己帰醇纤维按一定比例复合渗入水泥基复合材料，提高水泥基复合材 料抗裂增强性能的应用技术还未见报道。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决上述现有技术存在的问题，通过不同尺寸和比例的纤维复合，将 聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维渗入水泥基复合材料中，发挥各自优势，在不同层次和受荷阶 段来增强混凝±的性能。
[0005] 本发明由下列合成纤维按重量比配置而成：
[0006] 聚丙帰纤维20wt% -80wt%，聚己帰醇纤维80wt% -20wt%。
[0007] 在本发明中，所述聚丙帰纤维的长度为5-20mm，直径5-100 μ m，断裂强度大于 280MPa，初始模量大于3000MPa，断裂伸长率小于40 %。
[0008] 在本发明中，所述聚己帰醇纤维的长度为5-15mm，直径5-100 μ m，断裂强度大于 lOOOMPa，初始模量大于20GPa，断裂伸长率小于10 %。
[0009] 本发明还提供了一种上述复合纤维的生产方法，是将上述质量百分比的聚丙帰纤 维、聚己帰醇纤维按照配比投放入揽拌机内，分别加入纤维质量比Iwt%的浸润剂和2wt% 的分散剂均匀揽拌3分钟，再进行烘干并分袋包装。
[0010] 本发明与现有技术相比具有W下优点：将聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维两种初始模 量、断裂强度、断裂伸长率、直径、烙点各不相同的有机合成纤维复合制成的纤维渗入水泥 基复合材料中，形成复合阻裂和增强系统，既可发挥单一纤维的优点，又能产生两种纤维复 合的叠加效应，既能实现聚丙帰纤维在早期控制裂缝的作用，又能实现聚己帰醇纤维抑制 后期服役期裂缝的作用。本发明弥补了单一合成纤维不同阶段控制裂缝的不足，提高了水 泥基复合材料抗裂性能，减少后期维护费用，性价比极高，具有在建筑行业推广的价值。
【具体实施方式】
[0011] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[001引制备实施例
[0013] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本发明的技 术方案，但对本发明并没有限制。
[0014] 实施例1:聚丙帰纤维20wt%，长度19mm，聚己帰醇纤维80wt%，长度12mm.
[0015] 其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维按照配比投放入 揽拌机内，分别加入纤维质量比Iwt%的浸润剂和2wt%的分散剂均匀揽拌3分钟，再进行 烘干并分袋包装即成成品。
[001引实施例2:聚丙帰纤维40wt%，长度15mm，聚己帰醇纤维60wt%，长度12mm。
[0017] 其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维按照配比投放入 揽拌机内，分别加入纤维质量比Iwt%的浸润剂和2wt%的分散剂均匀揽拌3分钟，再进行 烘干并分袋包装即成成品。
[001引实施例3:聚丙帰纤维50wt%，长度12mm，聚己帰醇纤维50wt%，长度6mm.
[0019] 其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维按照配比投放入 揽拌机内，分别加入纤维质量比Iwt%的浸润剂和2wt%的分散剂均匀揽拌3分钟，再进行 烘干并分袋包装即成成品。
[0020] 实施例4:聚丙帰纤维60wt%，长度9mm，聚己帰醇纤维40wt%，长度6mm.
[0021] 其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维按照配比投放入 揽拌机内，分别加入纤维质量比Iwt%的浸润剂和2wt%的分散剂均匀揽拌3分钟，再进行 烘干并分袋包装即成成品。
[002引实施例5:聚丙帰纤维80wt%，长度6mm，聚己帰醇纤维20wt%，长度12mm.
[0023] 其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维按照配比投放入 揽拌机内，分别加入纤维质量比Iwt%的浸润剂和2wt%的分散剂均匀揽拌3分钟，再进行 烘干并分袋包装即成成品。
[0024] 效果实施例
[00巧]为验证本发明的水泥基复合材料的早期和后期抗裂性能，申请人通过对比单渗聚 丙帰纤维、单渗聚己帰醇纤维、渗20wt%聚丙帰纤维和80wt%聚己帰醇纤维、渗80wt%聚 丙帰纤维和20wt%聚己帰醇纤维、渗50wt%聚丙帰纤维和50wt%聚己帰醇纤维、渗40wt% 聚丙帰纤维和60wt%聚己帰醇纤维六种组别水泥砂浆塑性阶段的抗裂性能和水泥混凝± 干燥收缩阶段的抗裂性能。其中聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维的长度均为12mm。具体配方如 表1。
[0026] 表1 C30纤维混凝±配合比（kg/m3)
[0027]
[0030] 将表2的各纤维配方，加入表1中的纤维混凝±中，对应形成对比例1-2,实施 例1-3,且水泥砂浆塑性阶段的抗裂试验依据CECS38:2004《纤维混凝±结构技术规程》 里面的"纤维混凝±与砂浆收缩裂缝试验方法"实施，干燥收缩阶段的抗裂性能试验依据 CCES01:2004《混凝±耐久性设计与施工指南》提出的"混凝±干燥收缩开裂圆环试验方法" 实施，试验结果如下：
[0031 ]表 3
[0032]
[0034] 结论；参见表3的实验结果，渗入聚丙帰纤维和聚己帰醇纤维的砂浆在塑性阶段 和后期干燥收缩阶段的裂缝情况都有明显改善，因此，在纤维使用总量相同的情况下，渗入 复合纤维后在早期塑性阶段和后期干燥收缩阶段都有优越的抗裂性能，既弥补了聚丙帰纤 维在后期抗裂性能不足的缺点，同时又解决了聚己帰醇纤维早期改善开裂效果不明显的问 题，具备两种纤维在改善不同时期水泥基材料开裂的优越特点，其中配方4在各方面的性 能明显更为优秀。
[0035] 显然，本领域的技术人员可W对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精 神和范围。送样，倘若本申请的送些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围 之内，则本申请也意图包含送些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种水泥基复合材料用抗裂增强有机复合纤维，包含聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维， 其中，所述聚丙烯纤维的质量百分比为20wt% -80wt%，所述聚乙烯醇纤维的质量百分比 为 80wt% -20wt%。2. 如权利要求1所述的复合纤维，其特征在于：所述聚丙烯纤维的长度为5-20mm，直 径5-100 μ m，断裂强度大于280MPa，初始模量大于3000MPa，断裂伸长率小于40 %。3. 如权利要求1所述的复合纤维，其特征在于：所述聚乙烯醇纤维的长度为5-15mm， 直径5-100 μ m，断裂强度大于lOOOMPa，初始模量大于20GPa，断裂伸长率小于10 %。4. 如权利要求1所述的复合纤维，其特征在于：所述聚丙烯纤维的质量百分比为 40wt% -60wt%，所述聚乙烯醇纤维的质量百分比为60wt% -40wt%。5. -种如权利要求1所述有机复合纤维的生产方法，包括：将上述质量百分比的聚丙 烯纤维、聚乙烯醇纤维按照配比投放入搅拌机内，分别加入纤维质量比lwt%的浸润剂和 2wt%的分散剂均匀搅拌3分钟，再进行烘干并分袋包装。
【专利摘要】本发明公开了一种水泥基复合材料用有机复合纤维及其生产方。本发明为了解决上述现有技术存在的问题，通过不同尺寸和比例的纤维复合，将聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维掺入水泥基复合材料中，发挥各自优势，在不同层次和受荷阶段来增强混凝土的性能。
【IPC分类】C04B16/06
【公开号】CN105585266
【申请号】CN201410578048
【发明人】林英男, 林建二
【申请人】深圳市维特耐新材料有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月24日