一种高延性改性水泥的制作方法

1.本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高延性改性水泥。

背景技术：

2.随着时代的发展，建筑行业对混凝土性能的要求逐渐提高，普通混凝土已经很难满足当今建筑的设计与建造要求。因此，高性能纤维增强水泥基复合材料(hpfrcc)逐渐出现在大众视野当中。与普通材料相比，hpfrcc具备优异的力学性能与耐久性，受到国内外的广泛关注与喜爱。而高延性水泥基复合材料(hdcc)则是hpfrcc中的一种，其是基于微观力学理论和断裂力学理论设计提出的一种混凝土材料。hdcc拥有远高于普通混凝土的极限延伸率，在受到弯曲和拉伸荷载时，可以表现出应变硬化和多缝开裂特等性，具有高延性、高韧性和对裂缝宽度优异的控制特性，是建筑物中用来作为抗震耗能材料的良好选择。
3.然而，目前hdcc还存在一定的问题，例如耐低温性能较差。因此，如何提供一种具备良好耐低温性能的高延性改性水泥是目前亟须解决的技术问题之一。
4.

技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种高延性改性水泥，本发明的高延性改性水泥不仅具备高延特性，同时具备良好的耐低温性能，能够在低温环境下保持良好的机械性能。
6.本发明所述高延性改性水泥包括以下重量份的原料：水泥100-120份，粉煤灰400-425份，改性淀粉10-25份，聚乙烯醇纤维9-13份，硅粉100-110份，水90-110份，橡胶粉10-25份，减水剂2-5份。
7.进一步地，所述高延性改性水泥包括以下重量份的原料：水泥100份，粉煤灰400份，改性淀粉10份，聚乙烯醇纤维9份，硅粉100份，水110份，减水剂5份。
8.进一步地，所述水泥为p.o42.5水泥。
9.进一步地，所述粉煤灰为低活性粉煤灰。
10.受粉煤灰的活性效应影响，导致本发明的改性水泥后期延性降低，为使其充分发挥形态效应，本发明选择我采用低活性粉煤灰进行改性水泥的制备。同时，利用橡胶粉抑制其活性效应，促进其充分发挥形态效应，提高改性水泥的耐寒性与强度。
11.进一步地，所述粉煤灰的平均粒径为5μm。
12.进一步地，所述改性淀粉为丙烯酰胺改性的玉米淀粉。
13.进一步地，所述改性淀粉的制备方法为：
14.称取10g玉米淀粉，加入35ml水，0.2gnaoh粉末，60℃搅拌至淀粉完全糊化；向糊化淀粉中加入0.2g柠檬酸调节ph后，将体系升温至90℃，滴加由1g双氧水、0.2g亚硫酸氢钠、10g丙烯酰胺与25ml水构成的混合液，搅拌30min后将体系降温至45℃，得到改性淀粉。
15.进一步地，所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、长度为6mm、12mm、18mm，直径为38μm。
16.进一步地，所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、直径为38μm。
17.进一步地，所述聚乙烯醇纤维由长度为6mm、12mm、18mm的纤维按重量比为1:2:1的比例混合制得。
18.进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
19.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
20.本发明利用改性淀粉的添加，增强了聚乙烯醇纤维界面区层与基体的化学键合，显著提高了界面键合强度，进而显著提高了改性水泥的延性。此外，本发明将不同长度聚乙烯醇纤维进行复配，提高了改性水泥的延性。最后，本发明利用高掺量低活性粉煤灰与改性淀粉中羟基的亲水性基团相互作用，提高了改性水泥的耐寒性，使其能够在低温环境下保持良好的机械性能。
具体实施方式
21.本发明提供了一种高延性改性水泥，本发明的高延性改性水泥不仅具备高延特性，同时具备良好的耐低温性能，能够在低温环境下保持良好的机械性能。
22.本发明所述高延性改性水泥包括以下重量份的原料：水泥100-120份，粉煤灰400-425份，改性淀粉10-25份，聚乙烯醇纤维9-13份，硅粉100-110份，水90-110份，橡胶粉10-25份，减水剂2-5份。
23.在一个实施例中，所述高延性改性水泥包括以下重量份的原料：水泥100份，粉煤灰400份，改性淀粉10份，聚乙烯醇纤维9份，硅粉100份，水110份，减水剂5份。
24.在一个实施例中，所述水泥为p.o42.5水泥。
25.在一个实施例中，所述粉煤灰为低活性粉煤灰。
26.在一个实施例中，所述粉煤灰的平均粒径为5μm。
27.在一个实施例中，所述改性淀粉为丙烯酰胺改性的玉米淀粉。
28.在一个实施例中，所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、直径为38μm。
29.在一个实施例中，所述聚乙烯醇纤维由长度为6mm、12mm、18mm的纤维按重量比为1:2:1的比例混合制得。
30.在一个实施例中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
31.以下结合实施例对本发明提供的技术方案进行进一步说明。
32.实施例1
33.一种高延性改性水泥，由以下重量份的原料构成：水泥100份，粉煤灰400份，改性淀粉10份，聚乙烯醇纤维9份，硅粉100份，水110份，减水剂5份。
34.所述粉煤灰为低活性粉煤灰，平均粒径为5μm；所述改性淀粉为丙烯酰胺改性的玉米淀粉；所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、长度为6mm、12mm、18mm，直径为38μm；所述聚乙烯醇纤维中不同长度纤维的重量比为6mm：12mm：18mm＝1:2:1，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
35.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.57％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后性能良好，且未出现分层现象。
36.实施例2
37.一种高延性改性水泥，由以下重量份的原料构成：水泥100份，粉煤灰400份，改性
淀粉10份，聚乙烯醇纤维9份，硅粉100份，水90份，橡胶粉10份，减水剂2份。
38.所述粉煤灰为低活性粉煤灰，平均粒径为5μm；所述改性淀粉为丙烯酰胺改性的玉米淀粉；所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、长度为6mm、12mm、18mm，直径为38μm；所述聚乙烯醇纤维中不同长度纤维的重量比为6mm：12mm：18mm＝1:2:1，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
39.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.52％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后性能良好，且未出现分层现象。
40.实施例3
41.一种高延性改性水泥，由以下重量份的原料构成：水泥120份，粉煤灰425份，改性淀粉25份，聚乙烯醇纤维13份，硅粉110份，水110份，橡胶粉25份，减水剂5份。
42.所述粉煤灰为低活性粉煤灰，平均粒径为5μm；所述改性淀粉为丙烯酰胺改性的玉米淀粉；所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、长度为6mm、12mm、18mm，直径为38μm；所述聚乙烯醇纤维中不同长度纤维的重量比为6mm：12mm：18mm＝1:2:1，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
43.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.50％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后性能良好，且未出现分层现象。
44.对比例1
45.同实施例1，区别在于：未添加改性淀粉。
46.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.11％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后延展性下降0.7％，出现分层现象。由此可见，改性淀粉的添加对本发明改性水泥的延性以及耐寒性均有显著的积极影响。
47.对比例2
48.同实施例1，区别在于：只添加长度为6mm的聚乙烯醇纤维。经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.31％。经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.45％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后性能良好，且未出现分层现象。
49.对比例3
50.同实施例1，区别在于：只添加长度为12mm的聚乙烯醇纤维。
51.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.45％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后性能良好，且未出现分层现象。
52.对比例4
53.同实施例1，区别在于：只添加长度为18mm的聚乙烯醇纤维。
54.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.39％。经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.45％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后性能良好，且未出现分层现象。
55.由对比例2-4的测试结果能够看出，特定长度配比的聚乙烯醇纤维对提高改性水泥的延性具有积极影响。
56.对比例5
57.同实施例1，区别在于：未添加橡胶粉。
58.经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.48％。经检测，该改性水泥的7d极限拉伸应变为1.45％。依据gb/t23445-2009进行耐寒性能测试，-20℃冷冻，20℃融化，10次循环后延展性下降0.3，未出现分层现象。
59.由此可见，橡胶粉的添加对本发明改性水泥的延展性有积极影响。
60.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种高延性改性水泥，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥100-120份，粉煤灰400-425份，改性淀粉10-25份，聚乙烯醇纤维9-13份，硅粉100-110份，水90-110份，橡胶粉10-25份，减水剂2-5份。2.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述高延性改性水泥包括以下重量份的原料：水泥100份，粉煤灰400份，改性淀粉10份，聚乙烯醇纤维9份，硅粉100份，水110份，减水剂5份。3.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述水泥为p.o42.5水泥。4.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述粉煤灰为低活性粉煤灰。5.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述粉煤灰的平均粒径为5μm。6.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述改性淀粉为丙烯酰胺改性的玉米淀粉。7.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维的密度为1.3g/cm3、直径为38μm。8.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维由长度为6mm、12mm、18mm的纤维按重量比为1:2:1的比例混合制得。9.根据权利要求1所述的一种高延性改性水泥，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

技术总结

本发明提供了一种高延性改性水泥及其制备方法，涉及一种高延性改性水泥。本发明的高延性改性水泥包括水泥，粉煤灰，改性淀粉，聚乙烯醇纤维，硅粉，水，橡胶粉，减水剂等原料。本发明通过橡胶粉、改性淀粉、不同长度聚乙烯醇纤维的添加，在提高改性水泥延性的同时提高了其耐低温性能。耐低温性能。

技术研发人员：

赵石磊 董玉柱 朱建忠

受保护的技术使用者：

燕新控股集团有限公司

技术研发日：

2022.12.14

技术公布日：

2023/3/3