本發明涉及水泥領域,特別是涉及復合基水泥領域。
背景技術:
近年來,我國的基礎工程建設發展迅猛且規模空前,第十二屆全國人民代表大會第一次會議政府工作報告中指出,在過去5年里,我國城鎮化率由45.9%提高到52.6%,城鄉結構發生歷史性變化。“十一五計劃”期間,我國建設完成或啟動了青藏鐵路、三峽工程、鐵路客運專線、五縱七橫國道主干線、西部開發八條公路干線、南水北調、上海國際航運中心洋山深水港區工程、長江口深水航道治理工程一北京奧運會工程、北京首都國際機場擴建工程等重大工程項目。“十二五計劃”期間,我國啟動20項重大工程項目,涉及到高速公路、鐵路工程、橋梁、機場、風電、港口、采礦、水電、水利、市政、建筑、化工和能源等領域。水泥基復合材料由于原材料資源豐富、承受荷載能力強、耐久性好、性價比高,目前己成為最主要的結構工程材料。但是,傳統水泥基復合材料抗拉強度低、抗裂性能差、脆性大,使得許多建筑及土木工程結構在服役期間出現性能劣化、失效以致退出服役。裂縫的存在一方面降低了材料的承載能力,使材料在低于極限荷載的應力作用下發生破壞,另一方面為有害介質如水、cl-1、s042-。提供了侵蝕的通道,加速了結構的失效破壞,使結構的耐久性大幅度降低。根據實際結構性能要求,材料工程師期望改善水泥基復合材料性能的主要目標為:提高抗拉強度或抗折強度;提高抗沖擊強度;提高基體開裂后的延性、控制裂縫擴展方向或改變破壞方式。
怎樣降低水泥基復合材料的脆性,提高其延性、抗開裂能力和耐久性呢,吳中偉院士提出了基于材料“超疊加效應”的“復合化”技術途徑,傳統纖維增強水泥基復合材料在一定程度上降低了混凝土材料的脆性,使得混凝土的抗拉能力、變形能力、耐動載能力等性能有所提高,從而改善了材料的耐久性能,然而其整體上仍呈現出應變軟化的特性。本發明提出了一種復合基水泥材料,解決了應變軟化的特性。
技術實現要素:
為解決現有材料中呈現應變軟化的技術問題,本發明采用的一個技術方案是:一種復合基水泥,其特征在于,它的組成成份為:水泥、磷酸二氫鋰凝膠、碳化硼纖維、粉煤灰、石英砂、石灰石、聚羧酸酯、水,上述成份按重量份計為水泥23~33份,磷酸二氫鋰凝膠3~8份,碳化硼纖維2~5份,粉煤灰20~26份,石英砂10~13份,石灰石21~29份、聚羧酸酯5~9份、水20~50份。
進一步,所述成份水泥按重量份計為26份。
進一步,所述成份磷酸二氫鋰凝膠按重量份計為7份。
進一步,所述成份碳化硼纖維按重量份計為3份。
進一步,所述成份粉煤灰按重量份計為23份。
進一步,所述成份石英砂按重量份計為11份。
進一步,所述成份石灰石按重量份計為27份。
進一步,所述成份聚羧酸酯按重量份計為7份。
本發明的有益效果是:區別于現有技術的情況,本發明的一種復合基水泥材料具有高性價比、高延性、不應變軟化且環境友好的特征,對推動復合基水泥材料的發展具有十分重要的理論指導意義和工程應用價值。
具體實施方式
實施例1
(1)將聚羧酸酯7份溶于40份水中,形成溶液。
(2)將水泥26份、磷酸二氫鋰凝膠7份、粉煤灰23份、石英砂11份、石灰石27份干拌10min-13min至各顆粒組分間混合均勻,然后將步驟(1)中溶液的質量80%~85%加入低速攪拌3min~5min以獲得均勻流動的漿體。
(3)在低速攪拌的同時手工緩慢加入短切碳化硼纖維3份,纖維完全加入后,快速攪拌5min~7min以確保纖維能夠均勻分散在漿體中。
(4)將經步驟(2)后剩余的(1)中的溶液加入,快速攪拌2min~3min。
(5)分兩層澆注,制得樣品。
實施例2
(1)將聚羧酸酯9份溶于50份水中,形成溶液。
(2)將水泥23份、磷酸二氫鋰凝膠8份、粉煤灰26份、石英砂13份、石灰石29份,干拌10min-13min至各顆粒組分間混合均勻,然后將步驟(1)中溶液的質量80%~85%加入低速攪拌3min~5min以獲得均勻流動的漿體。
(3)在低速攪拌的同時手工緩慢加入短切碳化硼纖維2份,纖維完全加入后,快速攪拌5min~7min以確保纖維能夠均勻分散在漿體中。
(4)將經步驟(2)后剩余的(1)中的溶液加入,快速攪拌2min~3min。
(5)分兩層澆注,制得樣品。
實施例3
(1)將聚羧酸酯5份溶于20份水中,形成溶液。
(2)將水泥33份、磷酸二氫鋰凝膠3份、粉煤灰20份、石英砂10份、石灰石21份,干拌10min-13min至各顆粒組分間混合均勻,然后將步驟(1)中溶液的質量80%~85%加入低速攪拌3min~5min以獲得均勻流動的漿體。
(3)在低速攪拌的同時手工緩慢加入短切碳化硼纖維5份,纖維完全加入后,快速攪拌5min~7min以確保纖維能夠均勻分散在漿體中。
(4)將經步驟(2)后剩余的(1)中的溶液加入,快速攪拌2min~3min。
(5)分兩層澆注,制得樣品。
實施例4
將上述實施例1~3制得的樣品分別做拉伸實驗、彎曲柔韌性試驗。
拉伸實驗:拉伸作用下,呈現應變硬化和多縫開裂現象,極限拉應變達5%且裂縫寬度可以控制在100pm以內,具有優異的力學性能
彎曲韌性實驗:彎曲韌性常采用三點彎曲試驗和四點彎曲試驗,研究發現彎曲強度/抗拉強度比值是材料脆性系數(b)的函數,隨著b的降低而增大。對理想彈塑性材料而言,b趨近于0、彎曲強度/抗拉強度比值接近3。對于本發明的復合基水泥材料,彎曲強度/抗拉強度達5,比傳統纖維增強水泥基復合材料(1~3)高多了,呈現出較好的性能。
以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。