恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复合材 料，该复合材料由水泥、硅粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂、纤维和水混合而成，其中水泥、硅 粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂和纤维所占的总质量百分比为77. 6%，水占质量百分比为 22. 4%〇
[0041] 水泥为强度等级为42. 5级的低热水泥，硅粉为挪威Elkem公司生产的微硅粉（其 平均粒径度为0.1 um)，膨胀剂为市售硫铝酸盐类混凝土膨胀剂，减水剂为聚羧酸类高效减 水剂，细砂为直径小于〇. 5_的石英砂，纤维为日本Toyobo公司生产的高强度聚乙烯纤维。 上述各组分分别占所述复合材料总质量的质量百分比如下：低热水泥55. 0%;硅粉13. 5%; 膨胀剂1. 7% ;高效减水剂0. 8% ;细砂5. 5% ;纤维I. 1%。
[0042] 上述一种用于恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复 合材料的制备：将水泥、硅粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂和纤维和水混合搅拌，得到产品。 [0043] 本实施例获得产品的各项性能的试验结果列于表1。其中，力学试验所用试块在标 准养护室进行28天水养护（温度为20±2°C)，其后在力学试验机上进行强度试验。此外， 采用电泳试验测定氯离子侵入深度，参照日本混凝土工学协会建议的透水系数测定方法测 定透水系数，通过Torrent透气试验测定透气系数。
[0044] 表1实施例1纤维增强水泥基复合材料测试结果（28天）
[0045]
[0046]
[0047] 实施例2
[0048] 一种用于恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复合材 料，该复合材料由水泥、硅粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂、纤维和水混合而成，其中水泥、硅 粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂和纤维所占的总质量百分比为83. 7%，水占质量百分比为 16. 3%〇
[0049] 水泥为强度等级为42. 5级的低热水泥，硅粉为挪威Elkem公司生产的微硅粉， 膨胀剂为市售硫铝酸盐类混凝土膨胀剂，减水剂为聚羧酸类高效减水剂，细砂为直径小于 0. 5mm的石英砂，纤维为日本Toyobo公司生产的高强度聚乙烯纤维。上述各组分分别占所 述复合材料总质量的质量百分比如下：低热水泥61. 5% ;硅粉11. 2% ;膨胀剂1. 9% ;高效 减水剂〇. 9% ;细砂7. 5% ;纤维0. 7%。
[0050] 上述一种用于恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复 合材料的制备：将水泥、硅粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂和纤维和水混合搅拌，得到产品。
[0051] 本实施例获得产品的各项性能的试验结果列于表2。其中，力学试验所用试块在标 准养护室进行28天水养护（温度为20±2°C)，其后在力学试验机上进行强度试验。此外， 采用电泳试验测定氯离子侵入深度，参照日本混凝土工学协会建议的透水系数测定方法测 定透水系数，通过Torrent透气试验测定透气系数。
[0052] 表2实施例纤维增强水泥基复合材料测试结果（28天）
[0053]
[0054] 实施例3
[0055] -种用于恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复合材 料，该复合材料由水泥、硅粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂、纤维和水混合而成，其中水泥、硅 粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂和纤维所占的总质量百分比为87. 8%，水占质量百分比为 12. 2%〇
[0056] 水泥为强度等级为42. 5级的低热水泥，硅粉为挪威Elkem公司生产的微硅粉， 膨胀剂为市售硫铝酸盐类混凝土膨胀剂，减水剂为聚羧酸类高效减水剂，细砂为直径小于 0. 5mm的石英砂，纤维为日本Toyobo公司生产的高强度聚乙烯纤维。上述各组分分别占所 述复合材料总质量的质量百分比如下：低热水泥67. 0% ;硅粉8. 0% ;膨胀剂2. 4% ;高效减 水剂1. 0% ;细砂9. 0% ;纤维0. 4%。
[0057] 上述一种用于恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复 合材料的制备：将水泥、硅粉、膨胀剂、高效减水剂、细砂和纤维和水混合搅拌，得到产品。
[0058] 本实施例获得产品的各项性能的试验结果列于表1。其中，力学试验所用试块在标 准养护室进行28天水养护（温度为20±2°C)，其后在力学试验机上进行强度试验。此外， 采用电泳试验测定氯离子侵入深度，参照日本混凝土工学协会建议的透水系数测定方法测 定透水系数，通过Torrent透气试验测定透气系数。
[0059] 表3实施例纤维增强水泥基复合材料测试结果（28天）
[0060]
【主权项】
1. 一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥基复合材料，其特征在于；所述复合 材料以质量百分比包括下述组分： 水泥 55%~67%; 硅粉 8.0%~13. 5%; 膨胀剂1.7%~2.4% ; 减水剂〇. 8%~1. 0% ; 细砂 5. 5%~9.0%; 纤维 0.4%~1.1%; 水 12.0%~22.4%〇2. 根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥基复合材料， 其特征在于；所述复合材料以质量百分比包括下述组分： 水泥 56 %~66% ; 硅粉 8. 5%~13.0%; 膨胀剂2.0%~2.3%; 减水剂〇? 8%~L 0% ; 细砂 5. 5%~9.0%; 纤维 0.5%~1.0%; 水 12.0%~22.4%〇3. 根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥基复合材料， 其特征在于；所述复合材料以质量百分比包括下述组分： 水泥 57.0%~65.0%; 硅粉 9.0%~12. 5%; 膨胀剂1.9%~2. 2%; 减水剂〇? 8%~L 0% ; 细砂 5. 5%~9.0%; 纤维 0.6%~0.9%; 水 12.0%~22.4%〇4. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥 基复合材料，其特征在于：所述水泥为低热水泥。5. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥 基复合材料，其特征在于：所述硅粉的无定型SiO 2的质量百分含量大于等于90%。6. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥 基复合材料，其特征在于： 所述膨胀剂为硫铝酸盐类混凝土膨胀剂； 所述减水剂为聚羧酸类高效减水剂或萘系高效减水剂； 所述细砂为直径小于等于〇. 5mm的石英砂。7. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥 基复合材料，其特征在于：所述纤维为聚乙烯纤维和/或聚乙烯醇纤维。8. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥 基复合材料，其特征在于： 所述聚乙烯纤维的弹性模量为25GPa~40Gpa、拉伸强度为880MPa~1800MPa，其平均 长度为4mm~8mm、平均直径为10 y m~14 y m ; 所述聚乙烯醇纤维的弹性模量为88GPa~120Gpa、拉伸强度为880MPa~1800MPa，其 平均长度为IOmm~14mm、平均直径为37 y m~41 y m。9. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水 泥基复合材料，其特征在于：所述纤维增强水泥基复合材料合材料的极限拉应变大于等于 0. 85%，最终拉伸强度大于等于5. 3MPa。10. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥 基复合材料，其特征在于：所述纤维增强水泥基复合材料28d抗压强度大于等于70MPa。
【专利摘要】本发明涉及一种用于恶劣环境下开裂钢筋混凝土结构加固的高性能纤维增强水泥基复合材料；属于建筑材料技术领域。该复合材料由水泥、硅粉、膨胀剂、减水剂、细砂、纤维和水混合而成，其中水泥、硅粉、膨胀剂、减水剂、细砂和纤维所占的总质量百分比为77.6％～88.0％，水占质量百分比为12.0％～22.4％。本发明所设计的复合材料具有较高弹性模量、较高拉伸强度与压缩强度、较强的自愈合能力以及低渗透性。本发明材料组分设计合理，施工、护养简单，便于大规模的应用。
【IPC分类】C04B16/06, C04B28/00, C04B14/04
【公开号】CN105060779
【申请号】CN201510439681
【发明人】张永兴
【申请人】南京林业大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月23日