一种高抗裂低收缩高延性砂浆及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高抗裂低收缩高延性砂浆及其制备方法，砂浆包括水泥、粉煤灰、细集料、石灰石粉、水、聚羧酸系减水剂、聚乙烯醇纤维和增稠剂。本发明通过合理调整原材料配比，制备出纤维分散系数在0.90以上的不同抗压强度（20MPa～60MPa之间）、高延性（折压比大于0.30、四点弯曲强度大于10MPa、跨中挠度大于16mm且弯曲韧性因子随计算跨中挠度值增大而增大）、高抗裂（圆环抗裂试件在温度23±2℃、相对湿度50±5%的养护条件下28天未开裂且平均应力速率小于0.1MPa/day）、低收缩（在20±2℃、相对湿度60±5%的养护条件下28d干燥收缩低于900με）砂浆。
【专利说明】一种高抗裂低收缩高延性砂浆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高抗裂低收缩高延性砂浆，是一种新型纤维增强水泥基复合材料。
【背景技术】
[0002]水泥基材料是目前使用最为广泛的建筑材料之一，是一种典型的“准脆性材料”，具有抗折抗拉强度低、脆性大、易开裂等缺点，为了提高其韧性及其他性能，吴中伟院士提出了基于材料“超叠加效应”的“复合化”的技术途径，“复合化”的技术核心就是纤维增强，而随着合成纤维工业的发展，合成纤维用于增强水泥基复合材料已成为目前纤维增强水泥基复合材料发展的趋势。1992年，密歇根大学VictorCLi教授与麻省理工大学大学Leung教授基于微观力学和断裂力学基本原理制备出一种由聚乙烯醇纤维增韧的新型纤维
增强水泥基复合材料-EngineeredCementitiousComposites (ECC),该材料在直接拉伸
试验下呈现高延性(极限拉应变> 3%)、应变硬化和多缝开裂(裂缝宽度可控，在IOOiim以内)现象，力学性能、耐久性能优异，在国外已有工程应用的实例，而国内，工程应用实例鲜见报道，研究还停留在实验室阶段，究其原因如下:原材料方面:所采用的高弹模聚乙烯醇纤维表面需进行特殊油剂处理才能很好分散，目前研究使用的都是日本Kuraray公司生产的K-1I型聚乙烯醇纤维，低性价比限制了在工程上的广泛推广和使用；排除粗骨料，使用平均粒径IlOiim的石英砂，使材料成本高、能耗大；性能缺陷方面:大掺量矿物掺合料(主要是粉煤灰)及水泥、低水胶比、磨细石英砂(无粗骨料)的使用，使传统ECC在20±2°C、湿度60 ±5%的养护条件下28d干燥收缩在(1200~1800) ii e左右，几乎是普通混凝土最终干燥收缩的3倍以上。`
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明提出了一种可以解决传统ECC在原材料选择和性能缺陷、高性价比的高抗裂低收缩高延性砂浆及其制备方法。
[0004]技术方案:本发明的高抗裂低收缩高延性砂浆，该砂浆包括水泥、粉煤灰、细集料、石灰石粉、水、聚羧酸系减水剂、聚乙烯醇纤维和增稠剂，以下组分的质量份之比为水泥:粉煤灰:细集料:石灰石粉:水=1:1.5:0.73:0.18:0.625 或 I:4:1.45:0.36:1.49 ;聚羧酸系减水剂掺量为水泥和粉煤灰总质量的0.220%~0.641% ；以粉煤灰、水泥、细集料、石灰石粉、水混合均匀后的总体积为基数，聚乙烯醇纤维的体积掺量为1.5%或2.0% ;增稠剂掺量为聚乙烯醇纤维质量的0.97%~2.20%。
[0005]本发明高抗裂低收缩高延性砂浆采用的聚乙烯醇纤维的物理力学性能指标见表
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[0006]表1聚乙烯醇纤维物理力学性能指标
[0007]
【权利要求】
1.一种高抗裂低收缩高延性砂浆，其特征在于，该砂浆包括水泥、粉煤灰、细集料、石灰石粉、水、聚羧酸系减水剂、聚乙烯醇纤维和增稠剂，以下组分的质量份之比为水泥:粉煤 灰:细集料:石灰石粉:水=1:1.5:0.73:0.18:0.625 或 I:4:1.45:0.36:1.49 ;聚羧酸系减水剂掺量为水泥和粉煤灰总质量的0.2209T0.641% ;以粉煤灰、水泥、细集料、石灰石粉、水混合均匀后的总体积为基数，聚乙烯醇纤维的体积掺量为1.5%或2.0% ;增稠剂掺量为聚乙烯醇纤维质量的0.979T2.20%。
2.如权利要求1所述的高抗裂低收缩高延性砂浆，其特征在于，所述的水泥是PII42.5硅酸盐水泥；所述的粉煤灰是I级粉煤灰；所述的细集料为粒径0.15mnTl.18mm、细度模数1.0的的天然河砂；所述石灰石粉的平均粒径为20 y m ;所述聚乙烯醇纤维为密度1.3g/cm3、当量直径30~40 u m、长度12mm、极限抗拉强度<1250MPa、极限延伸率8~12%、弹性模量38.0GPa的聚乙烯醇短切纤维。
3.一种制备权利要求1或2所述高抗裂低收缩高延性砂浆的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 第一步，将准确称量的水泥、粉煤灰、细集料、石灰石粉、增稠剂倒入搅拌机，干拌2~3min，得到混合均匀的干粉；然后将溶有减水剂的80、0%水量加入所述干粉中，湿拌2~3min后形成衆体； 第二步，将经人工预分散的聚乙烯醇纤维加入所述第二步中制备得到的浆体中，湿拌4~5min使聚乙烯醇纤维在衆体中均匀分散； 第三步，将剩余的溶有减水剂的水加入浆体中，搅拌2~3min后得到的均匀浆体即为高抗裂低收缩高延性砂浆。
【文档编号】C04B28/04GK103482927SQ201310392208
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】郭丽萍, 张丽辉, 孙伟, 邓忠华, 邓忠林, 孙杨 申请人:东南大学, 永安市宝华林实业发展有限公司