料的组合物 的相对效果的量度。
[0113] 表1I
[0114]
[0115] 表1I中的混凝土混合物为粘结剂、骨料和水的反应混合物，其中粘结剂的存在量 为68重量份，骨料的存在量为15重量份，且水的存在量为17重量份。
[0116] 以与表1中实施例2和对比实施例所述的相同方式形成直径为0. 04毫米的微纤 维。然后，将这些微纤维以1.85%体积比例分散于波特兰水泥基的混凝土中以形成两种混 合物。然后将含有纤维的混凝土湿固化以形成两种样品一一本发明的样品和对比样品。在 单轴拉伸试验中评估样品以测定作为位移函数的拉伸应力能力和延性，如图2中所示。该 图表明，本发明样品的拉伸强度远大于对比实施例的拉伸强度。
[0117] 以与在表1的实施例2和对比实施例中所述的相同方式来形成直径为0. 82毫米 的另外的粗纤维。然后，将这些粗纤维以〇. 6%体积比例分散于波特兰水泥基的混凝土中 以形成两种混合物。然后将含有纤维的混凝土进行湿固化以形成两种样品一一本发明的样 品和对比样品。根据ASTMC 1550评估样品以测定作为偏移函数的能量吸收，如在图3中所 示。该图示出，本发明样品的能量吸收或韧性（曲线下的面积）远大于对比实施例的能量 吸收或韧性。
[0118] 以与上述实施例1-3和对比实施例中的相同方式形成是直径仍为0. 82毫米的其 他粗纤维。然后，将这些粗纤维以0. 6 %体积比例分散于波特兰水泥基的混凝土中以形成四 种混合物。然后将含有纤维的混凝土进行湿固化以形成四种样品一一三种本发明的样品和 对比样品。如上所述，根据ASTMC 1550评估样品以测定作为偏移函数的能量吸收。在测试 后，评估不同量的金属氧化物的有效性，并记录为纤维与混凝土的粘结效率，如在下表1II 中所列出的，其中粘结效率为特定实施例针对对比实施例的值进行标准化的能量吸收。
[0121] 这些粘结效率的值意味着实施例1、实施例2和实施例3中不同浓度的金属氧化物 分别在混凝土中产生比对比实施例具有31 %、37%和27%的更好性能的纤维。
[0122] 应理解，所附权利要求不限于表达在详细的说明书中所述的具体化合物、组合物 或方法，其可在落入所附权利要求的范围内的具体实施方案之间变化。关于本文用于描述 各种实施方案的具体特征或方面所依赖的任何马库什组，应理解，可由独立于所有其他马 库什成员的各个马库什组的每个成员获得不同的、特别的和/或不期望的结果。可单独和/ 或以结合的方式依赖马库什组的每个成员，并在所附权利要求的范围内为特定的实施方案 提供充分的支持。
[0123] 还应理解，在描述本公开的各个实施方案中所依赖的任何范围和子范围独立地并 共同地落入所附权利要求的范围内，并理解为描述和考虑包括本文的整数和/或分数值的 所有范围，即使所述值在本文中没有明确写出。本领域技术人员容易地认识到，所列举的范 围和子范围充分描述本公开的各个实施方案并使其有效，并且所述范围和子范围可被进一 步划分为相关的两等份、三等份、四等份、五等份等。如仅一个实施例，范围"〇. 1至〇. 9"可 进一步划分为低的三分之一，即〇. 1至〇. 3,中间的三分之一，即0. 4至0. 6,以及高的三分 之一，即0. 7至0. 9,其独立地并共同地落入所附权利要求的范围内，并且其可被单独和/或 共同地依赖，并在所附权利要求范围内为特定的实施方案提供充分的支持。
[0124] 此外，关于定义或修改范围的语言，如"至少"、"大于"、"小于"、"不大于"等，应理 解，这种语言包括子范围和/或上限或下限。如另一个实施例，范围"至少10"固有地包括 至少10至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围等，且每个子范围可被单 独和/或共同地依赖，并在所附权利要求范围内为特定的实施方案提供充分的支持。最后， 可依赖在公开范围内的各个数值，并在所附权利要求范围内为特定的实施方案提供充分的 支持。例如，范围" 1至9"包括各个单独的整数，如3,以及包含小数点的各个数值（或分 数），如4. 1，其可被依赖并在所附权利要求范围内为特定的实施方案提供充分的支持。
[0125] 在本文中已经以说明的方式描述了本公开，且应理解，使用的术语旨在是描述而 非限制的词语属性。可根据以上教导对本公开作出多种修改和变型。本公开还可在所附权 利要求范围内的具体描述之外进行实践。本文明确涉及独立权利要求和从属权利要求-- 兼具单项从属权利要求和多项从属权利要求一一的所有组合的主题。
【主权项】
1. 一种复合材料，包含： 水泥组合物；以及 多根纤维，所述多根纤维置于所述水泥组合物中，所述多根纤维的每一根包含： 塑料组分， 表面活性剂，以及 金属氧化物； 其中所述表面活性剂和所述金属氧化物各自独立地不均匀地分散遍及所述多根纤维 的每一根。2. 权利要求1的复合材料，其中所述表面活性剂选自醇烷氧基化物、醇嵌段/混嵌烷氧 基化物、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段/混嵌共聚物、脂肪醇、脂肪烷氧基醇、聚亚烷基二醇、烷 基酚烷氧基化物，或其结合。3. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述金属氧化物为二氧化硅。4. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述金属氧化物的存在量为0. 1至5重 量％，基于所述多根纤维的总重量计。5. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为醇烷氧基化物。4. 权利要求1至4中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为醇嵌段/混嵌烷氧基 化物。5. 权利要求1至4中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为聚氧乙烯/聚氧丙烯 嵌段/混嵌共聚物。6. 权利要求1至4中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为脂肪醇。7. 权利要求1至4中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为脂肪烷氧基醇。8. 权利要求1至4中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为聚亚烷基二醇。9. 权利要求1至4中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂为烷基酚烷氧基化物。10. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述表面活性剂具有小于或等于 100,000g/mol的平均分子重量。11. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述多根纤维的每一根包含小于或等于 10重量份的所述表面活性剂，基于100重量份的所述多根纤维的每一根计。12. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述塑料组分选自聚烯烃、聚烯烃弹性 体、聚苯乙稀、聚氯乙稀，及其结合。13. 权利要求12的复合材料，其中所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁 烯-1，或其结合。14. 权利要求1至11中任一项的复合材料，其中所述塑料组分为聚丙烯。15. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述塑料组分具有至少1，000g/m〇l的平 均分子重量。16. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述多根纤维的每一根包含至少90重量 份的所述塑料组分，基于100重量份的所述多根纤维的每一根计。17. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述水泥组合物进一步定义为混凝土。18. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述多根纤维的存在量为0. 1至5重量 份，基于100重量份的所述复合材料计。19. 前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述多根纤维的每一根表现出的吸水性 为至少50重量份的水，基于100重量份的所述多根纤维的每一根计。20. -种形成复合材料的方法，所述复合材料包含水泥组合物和多根纤维，所述多根纤 维置于水泥组合物中，并所述多根纤维包含塑料组分、表面活性剂和金属氧化物，所述方法 包括下列步骤： 结合塑料组分、表面活性剂和金属氧化物，以形成多根纤维；以及 将多根纤维置于水泥组合物中，以形成复合材料； 其中表面活性剂和金属氧化物各自独立地不均匀地分散遍及所述多根纤维的每一根。21. 权利要求20的方法，其中所述表面活性剂选自醇烷氧基化物、醇嵌段/混嵌烷氧基 化物、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段/混嵌共聚物、脂肪醇、脂肪烷氧基醇、聚亚烷基二醇、烷基 酚烷氧基化物，及其结合。22. 权利要求20或21的方法，其中所述金属氧化物为二氧化硅。23. 权利要求20-22中任一项的方法，其中所述金属氧化物的存在量为0. 1至5重 量％，基于所述多根纤维的总重量计。24. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为醇烷氧基化物。25. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为醇嵌段/混嵌烷氧基化 物。26. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段 /混嵌共聚物。27. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为脂肪醇。28. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为脂肪烷氧基醇。29. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为聚亚烷基二醇。30. 权利要求20-23中任一项的方法，其中所述表面活性剂为烷基酚烷氧基化物。31. 权利要求20-30中任一项的方法，其中结合塑料组分和表面活性剂以形成多根纤 维的步骤包括： 在185°C至215°C的温度下通过第一挤出机将塑料组分、表面活性剂和金属氧化物挤 出，以形成至少一股； 用水骤冷至少一股，并随后切割用水骤冷的至少一股以形成粒料；以及 通过第二挤出机挤出粒料，以形成多根纤维。32. 权利要求31的方法，其中第一挤出机进一步定义为单螺杆挤出机。33. 权利要求32的方法，其中所述第一挤出机进一步定义为双螺杆挤出机。34. 权利要求31至33中任一项的方法，其中第一挤出机的长径比（L/D)为35:1至 45:1〇35. 权利要求31至34中任一项的方法，其中第一挤出机包括以140至160转/每分钟 (RPM)的速度旋转的螺杆。36. -种复合材料，包含： 水泥组合物；以及 多根纤维，所述多根纤维置于所述水泥组合物中，所述多根纤维的每一根包含： 聚丙烯， 表面活性剂，其选自醇烷氧基化物、醇嵌段/混嵌烷氧基化物、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌 段/混嵌共聚物、脂肪醇、脂肪烷氧基醇、聚亚烷基二醇、烷基酚烷氧基化物，及其结合，且 其存在量为最高达10重量％，基于所述多根纤维的总重量计，以及 二氧化硅，其存在量为0. 1至5重量％，基于所述多根纤维的总重量计； 其中所述表面活性剂和所述二氧化硅各自独立地不均匀地分散遍及所述多根纤维的 每一根。
【专利摘要】一种复合材料，包含水泥组合物和多根纤维，所述多根纤维置于水泥组合物中。多根纤维的每一根包含塑料组分。多根纤维的每一根还包含表面活性剂和金属氧化物，所述表面活性剂和金属氧化物各自独立地不均匀地分散遍及多根纤维的每一根。一种形成复合材料的方法，包括将塑料组分、表面活性剂和金属氧化物结合以形成多根纤维的步骤。所述方法还包括将多根纤维置于水泥组合物中以形成复合材料的步骤。
【IPC分类】C04B20/00, C04B28/02, C04B16/06
【公开号】CN105324348
【申请号】CN201480035431
【发明人】C·克罗伯, E·艾提欧戈伯, T·希雷伊尔, R·瑞尼克, D·沃伊特科, S·舍夫, J·伦道夫
【申请人】建筑研究和技术有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年5月20日
【公告号】CA2916314A1, EP3010867A1, US20160130181, WO2014202312A1