本发明申请涉及道路工程材料，具体涉及一种复合改性水泥基材料及其制备方法。
背景技术：
1、随着现代社会的高速发展，道路、建筑、水利等的材料需求明显加大，而水泥基复合材料（ cement-based composite material）是一种由水泥、砂浆、混凝土等组成的复合材料，其原材料易于获取、成本低廉，是一种呈多孔状态的脆性材料，其有着制作工艺简单、易于施工、资源储藏丰富、耐火抗震、高强度、高韧性、耐腐蚀、耐久性等优点，因此在建筑、道路、桥梁等领域得到广泛应用，成为现代社会文明重要的物质基石。
2、然而由于现有水泥基复合材料尚存在一些不足之处，譬如抗拉性能差、抗变形能力差、脆性大、韧性低、开裂后裂缝宽度较大等缺陷，在外界环境因素的作用下，裂缝会不断出现，最终导致水泥基体的承载能力不足，影响建筑结构的耐久性和使用寿命。因此开发一种新型改性水泥基材料来解决强度、韧性等问题显得尤为关键。
3、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本申请提供一种复合改性水泥基材料及其制备方法，旨在解决水泥基材料综合性能差（如抗折强度低、抗压强度低、劈裂抗拉强度低、抗干燥收缩性能差和抗冻性能不足等）的问题，以实现在保证水泥基材料强度的同时提高其韧性、耐久性。
2、为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
3、设计一种复合改性水泥基材料，由以下重量份的原料制成：砂180～220份，水泥70～90份，粉煤灰15～25份，纳米氮化钛0.13～0.17份，锦纶纤维0.7～0.9份，蕉麻纤维0.3～0.5份，偶联剂0.05～0.11份。
4、进一步的，所述复合改性水泥基材料，由以下重量份的原料制成：砂200份，水泥80份，粉煤灰20份，纳米氮化钛0.15份，锦纶纤维0.76份，蕉麻纤维0.43份，偶联剂0.08份。
5、进一步的，所述砂为河沙、标准砂、石英砂、海砂、混合砂中的至少一种。
6、进一步的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水泥型号及强度等级为p.o42.5。
7、进一步的，所述粉煤灰为ⅰ级粉煤灰。
8、提供一种复合改性水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：
9、（1）纳米氮化钛改性剂制备：按照所述重量配比配置各原料；将纳米氮化钛、偶联剂和水以1：0.15～0.20：0.40～0.60的质量比混合均匀浸泡1.5～2.5h，过滤后在55～65℃烘干，即成；
10、（2）改性锦纶纤维制备：将锦纶纤维、偶联剂和水以1：0.08～0.15：0.30～0.36的质量比混合均匀浸泡3～5h后在55～65℃烘干，即成；
11、（3）改性蕉麻纤维：将蕉麻纤维、偶联剂和水以1：0.10～0.20：0.35～0.45的质量比混合均匀浸泡4～6h后在55～65℃烘干，即成；
12、（4）将纳米氮化钛改性剂、改性锦纶纤维、改性蕉麻纤维和砂干混均匀，再加入水泥、粉煤灰干混均匀，最后加入水搅拌成均匀浆体，将浆体注入涂好油的模具中，带模在18℃～22℃，相对湿度≥90%的标准条件下养护，24h后脱模后在18℃～22℃，相对湿度≥90%的恒温恒湿养护箱中继续养护至规定龄期，即成。
13、进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。该偶联剂kh550在水泥基体系中可增强纳米氮化钛、纤维与水泥基材料之间的粘结力，提高纳米氮化钛、纤维的分散性、增强水泥基材料的力学性能；改善纳米氮化钛、纤维与水泥基材料之间的界面结合力，提高纳米氮化钛、纤维的耐久性和抗腐蚀性能；降低纳米氮化钛、纤维的吸水率，提高纳米氮化钛、纤维的尺寸稳定性和耐久性；增加纳米氮化钛、纤维的表面粗糙度，提高纳米氮化钛、纤维与基体的咬合力；改善纳米氮化钛、纤维的加工性能和可塑性，使其更加易于加工和成型。
14、与现有技术相比，本申请的主要有益技术效果在于：
15、1. 本申请中复合改性水泥基材料的原材料来源广泛且无毒无害，生产过程无污染且价格低廉且制备工艺简单，属于环保无毒无腐蚀类复合水泥基材料，其力学性能和耐久性能等综合性能优良，基于原料优选及复合改性，增强了水泥基材料抗折强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗干燥收缩性能和抗冻性能，对延长建筑材料使用寿命具有重大意义。
16、2. 本申请中通过硅烷偶联剂对纳米氮化钛、锦纶纤维、蕉麻纤维进行表面预处理，使其能够与水泥、粉煤灰等原料在水泥基材料内部联结形成网状联接结构，加强水泥基材料力学强度和耐久性，并且提高了集料之间嵌锁力，显著提高水泥基材料的韧性。
17、3. 各原料配合作用：纳米氮化钛是一种硬度高、结构稳定、熔点高、导电性和导热性较好，集优良的力学性能和化学性能为一体的陶瓷材料，将其用于水泥基复合材料中能增强其硬度、强度和韧性，提高其力学性能，解决其脆性问题；增强水泥基材料的耐久性和抗腐蚀性能，提高其使用寿命；降低水泥基材料的热膨胀系数，提高其热稳定性和耐高温性能。锦纶纤维是一种强度高、耐磨性好、耐酸碱好、抗老化能力强、抗拉伸性能好的纤维材料，并且在阳光、低温等恶劣天气中仍能保持良好的力学性能和稳定性；蕉麻纤维是一种强度高、伸长率高、抗腐蚀性和抗侵蚀性好、成本低的环保纤维材料，将其加入复合材料，能够显著提高其力学强度和韧性；在水泥基材料中同时添加蕉麻纤维和锦纶纤维，能复合增强水泥基材料的力学强度和韧性，尤其是抗折强度，改善水泥基材料的冲击韧性和抗震性能，提高其抗震能力，增加水泥基材料的可塑性和加工性；同时，蕉麻纤维和锦纶纤维之间具有良好的配合作用：蕉麻纤维具有较强的吸湿性和透气性，可以改善水泥基材料的湿敏性和气密性，锦纶纤维具有较高的强度和刚性，可以增强水泥基材料的承载能力和抗变形能力，蕉麻纤维和锦纶纤维的混合使用可以产生协同效应，进而增强水泥基材料的综合性能。而通过偶联剂处理三种材料，能够使其更易与复合材料内部结合；粉煤灰（活性矿物混合材料）能提高纳米材料和纤维在复合材料中的分散性、改善基体的工作性能以及提高材料的抗裂性能。
18、4. 本申请中复合改性水泥基材料的制备工艺为先将纳米氮化钛改性剂、改性锦纶纤维、改性蕉麻纤维和砂干混均匀，再加入水泥、粉煤灰干混均匀，最后加入水搅拌成均匀浆体，这样可以保证纳米氮化钛改性剂和纤维在基料中分散均匀，进而使得水泥基材料具有更好地力学性能和耐久性能。
1.一种复合改性水泥基材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：砂180～220份，水泥70～90份，粉煤灰15～25份，纳米氮化钛0.13～0.17份，锦纶纤维0.7～0.9份，蕉麻纤维0.3～0.5份，偶联剂0.05～0.11份。
2.根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：砂200份，水泥80份，粉煤灰20份，纳米氮化钛0.15份，锦纶纤维0.76份，蕉麻纤维0.43份，偶联剂0.08份。
3.根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述的砂为河沙、标准砂、石英砂、海砂、混合砂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥，水泥型号及强度等级为p.o42.5。
5.根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述粉煤灰为ⅰ级粉煤灰。
6.根据权利要求1所述的复合改性水泥基材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
7.一种复合改性水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：