本发明属于水泥基复合材料,尤其是涉及一种具有良好弯曲性能以及抗渗、防腐性能的沥青粉末纤维水泥基复合材料。
背景技术:
1、水泥基材料作为在建筑工程中使用最为广泛的材料,具有成本低廉、力学性能优良等一系列优点,但也存在水泥基材料本身韧性差、抗渗防腐性一般的缺陷。目前传统的水泥基加固、修补材料均存在弯曲韧性差、防水和抗腐蚀性能一般的问题,而经过聚合物改性的水泥基材料,在弯曲韧性、防水抗渗方面均能够得到较为明显的改善,但依然存在弯曲强度较低的缺陷,仍需要进一步改善优化。
技术实现思路
1、有鉴于此,为了解决上述技术问题,本发明提出了一种具有良好弯曲性能、抗渗和防腐性能的沥青粉末纤维水泥基复合材料,通过多种原材料的复配作用,有效优化、提升复合材料的弯曲性能、防水抗渗、防腐性能。
2、为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
3、一种沥青粉末纤维水泥基复合材料,原料组分包括纤维和粉体材料,所述纤维的重量为所述粉体材料重量的0.5%~2%;所述粉体材料包括按质量百分比计的如下组分:沥青粉末0.25%~2.5%、水泥40%~60%、河砂30%~50%、粉煤灰5%~25%、减水剂0.1%~0.5%、vae乳胶粉0.25%~1.0%、酞酸酯偶联剂0.1%~1.0%。
4、高韧性纤维可以提高复合材料的抗开裂、耐疲劳、弯曲韧性以及受压变形能力,不同类型纤维的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量和亲水性等性能不同,因此不同类型的沥青粉末纤维水泥基复合材料在不同适用场合,可通过调节粉体材料配合比达到良好的性能指标;
5、沥青粉末能够提高复合材料中高韧性纤维的加水搅拌后的分散性能、施工和易性:沥青粉末遇水分散后具有一定的憎水性与其它粉体材料混合均匀加水搅拌后,能够降低浆体粘度同时增加高韧性纤维间的相斥力,能够提高纤维在复合材料中的分散性能,同时能够降低复合材料加水搅拌后的稠度、延长凝结时间,从而改善施工和易性;
6、沥青粉末能够提高复合材料的耐腐蚀性能:复合材料加水搅拌成型后,其中的沥青粉末随胶凝材料水化反应的进行有一定的成膜现象并和胶凝材料水化产物相互结合对复合材料内部空隙进行了有效的封闭从而提高复合材料的抗渗性能以及抗硫酸盐侵蚀、抗碳化、抗氯离子渗透以及抗冻融循环等耐久性能;
7、沥青粉末能够改善复合材料的弯曲性能:当复合材料受到压力产生变形时,沥青粉末能够改善复合材料中纤维和胶凝材料的结合情况,影响纤维在复合材料中的拔出现象和延伸现象的相互作用情况,从而影响了复合材料的弯曲性能;
8、vae乳胶粉能够调整复合材料的粘结强度,并与其它原材料协同作用改善限纤维分散性、提高防水抗渗和耐久性能:复合材料中引入沥青粉末会导致复合材料的拉伸粘结强度有所降低,引入vae乳胶粉一方面可以一定程度上改善沥青粉末造成粘结强度降低的问题,另一方面可以和其他原料协同作用改善纤维的分散性以及提高复合材料的防水抗渗和耐久性能;
9、酞酸酯偶联剂能够调节纤维、胶凝材料以及骨料三者之间的结合情况:一方面能够通过调节不同类型高韧性纤维和胶凝材料及骨料之间的相互结合情况,从而优化、改善复合材料的弯曲性能,另一方面通过调节三者之间的结合力能够改善复合材料冻融循环性能、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能。
10、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述纤维为聚乙烯醇纤维、改性聚丙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的一种或多种。
11、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述沥青粉末通过将沥青乳化后加入改性剂、稳定剂和隔离剂,再经过喷雾干燥后得到。
12、乳化剂、改性剂和稳定剂加水加热搅拌混合均匀,再按比例和沥青混合后,加入隔离剂搅拌均匀,采用喷涂干燥的方式得到沥青粉末。
13、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述水泥为42.5硅酸盐水泥、52.5硅酸盐水泥或普通硅酸水泥。
14、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述河砂为1.18mm以下连续级配河砂。
15、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述粉煤灰为一级粉煤灰,细度为300-400目。
16、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述减水剂为聚羧酸减水剂或三聚氰胺减水剂。
17、在本发明的一些优选的沥青粉末纤维水泥基复合材料的实施方式中,所述酞酸酯偶联剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂,纯度大于99%。
18、本发明另一方面提供了一种沥青粉末纤维水泥基复合材料的制备方法:按比例称各原料组分,将粉体材料于常温下混合均匀,加水,再加入纤维,混合均匀,得到所述沥青粉末纤维水泥基复合材料。
19、相对于现有技术,本发明所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料具有以下优势:
20、(1)本发明所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料在多种原材料的复配作用下,具备优良力学性能的同时,还具有良好的弯曲性能和防水抗渗、耐腐蚀型性能;
21、(2)本发明所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料中通过添加沥青粉末能够提高复合材料中高韧性纤维的加水搅拌后的分散性能、施工和易性、提高耐腐蚀性能以及改善弯曲性能;通过添加vae乳胶粉调整复合材料的粘结强度、与其它原材料协同作用改善限纤维分散性、提高防水抗渗和耐久性能;通过添加酞酸酯偶联剂,能够调节纤维、胶凝材料以及骨料三者之间的结合情况,优化、改善复合材料的弯曲性能和冻融循环性能、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能。
1.一种沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:原料组分包括纤维和粉体材料,所述纤维的重量为所述粉体材料重量的0.5%~2%;所述粉体材料包括按质量百分比计的如下组分:沥青粉末0.25%~2.5%、水泥40%~60%、河砂30%~50%、粉煤灰5%~25%、减水剂0.1%~0.5%、vae乳胶粉0.25%~1.0%、酞酸酯偶联剂0.1%~1.0%。
2.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述纤维为聚乙烯醇纤维、改性聚丙烯纤维、高分子聚乙烯纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述沥青粉末通过将沥青乳化后加入改性剂、稳定剂和隔离剂,再经过喷雾干燥后得到。
4.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述水泥为42.5硅酸盐水泥、52.5硅酸盐水泥或普通硅酸水泥。
5.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述河砂为1.18mm以下连续级配河砂。
6.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述粉煤灰为一级粉煤灰。
7.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述减水剂为聚羧酸减水剂或三聚氰胺减水剂。
8.根据权利要求1所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料,其特征在于:所述酞酸酯偶联剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂。
9.权利要求1到8任一项所述的沥青粉末纤维水泥基复合材料的制备方法,其特征在于:按比例称各原料组分,将粉体材料于常温下混合均匀,加水,再加入纤维,混合均匀,得到所述沥青粉末纤维水泥基复合材料。