[发明专利]一种水泥基复合材料用有机粗细复合纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥基复合材料用有机粗细复合纤维，涉及一种抗裂增韧的 纤维。

背景技术

现有的水泥基复合材料为提高抗裂性能，一般掺入单一的聚丙烯纤维或 聚乙烯醇纤维，如为提高水泥基复合材料的韧性、抗拉强度及抗冲磨等性能， 一般掺入钢纤维，这样单掺聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维的水泥基复合材料虽 然能增强抗裂防渗性能，但是材料的韧性、抗拉强度及抗冲磨性能得不到有 效提高，而单掺钢纤维的水泥基复合材料虽然能改善材料的韧性、抗拉强度 及抗冲磨等性能，但是微细裂缝的改善不明显。

近年来聚丙烯粗纤维用于混凝土中增强加筋，代替钢纤维，具有耐久性 好、抗冲击性、抗弯强度和抗弯曲韧性与钢纤维相当的性能。目前，利用有 机粗细纤维复合手段来提高水泥基复合材料抗裂能力、韧性、抗拉强度及抗 冲磨等性能的技术方案还未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术方案存在的不足，提供一种 水泥基复合材料用有机粗细复合纤维，即在水泥基复合材料中掺入聚丙烯或 聚乙烯醇纤维，并同时掺入聚丙烯粗纤维，利用粗细纤维复合手段来提高水 泥基复合材料抗裂能力、韧性、抗拉强度及抗冲磨等性能。

聚丙烯或聚乙醇纤维和钢纤维都能提高水泥基复合材料性能，这三种纤 维是成熟的技术手段。而本发明中，聚丙烯粗纤维是一种增韧增强材料，可 提高水泥基复合材料的韧性、抗拉强度及抗冲磨爆裂的能力，可以代替钢纤 维。基于水泥基复合材料自身具有多组分、多尺度、多层次的非均质结构特 征，本发明将聚丙烯或聚乙烯醇纤维和聚丙烯粗纤维混合配制成粗细复合纤 维，充分发挥各种纤维的尺度和性能效应，提高水泥基复合材料的抗裂，韧 性，抗拉强度及抗冲磨等性能。

本发明由下列合成纤维按重量比配置而成：

聚丙烯或聚乙烯醇纤维5wt％-20wt％；聚丙烯粗纤维95wt％-80wt％。

所述聚丙烯纤维的长度为5-20mm,直径5-100μm，断裂强度大于280MPa, 初始模量大于3000MPa，断裂伸长率小于40％。

所述聚乙烯醇纤维的长度为5-15mm,直径5-100μm，断裂强度大于 1000MPa,初始模量大于20GPa，断裂伸长率小于10％。

所述聚丙烯粗纤维的长度为20-60mm,直径大于100μm，断裂强度大 于400MPa，初始模量大于4000MPa，断裂伸长率小于30％。

本发明的生产方法是将上述质量百分比的聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维 和聚丙烯粗纤维按照配比投放入搅拌机内，分别加入纤维质量比1wt％的浸润 剂和2wt％的分散剂均匀搅拌3分钟，再进行烘干并分袋包装。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明是将上述有机粗细复合纤 维替代单一纤维掺入水泥基复合材料中，这样既能提高水泥基复合材料的抗 裂，韧性，抗拉强度及抗冲磨等性能，又能使复合纤维具有良好的分散性及 与水泥基体的粘接力。这样配制而成的有机粗细复合纤维可大量的应用于铁 路隧道，矿山、矿井坑道，地下防空洞，军事工程的坑道，水利工程交通洞、 引水洞、导流洞，地下厂房洞室，工程边坡，地铁等工程的喷射支护，具有 很高的推广价值。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

制备实施例

实施例1:聚丙烯纤维8wt％，长度19mm，聚丙烯粗纤维92wt％，长度 45mm.

其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙烯纤维和聚丙烯粗纤维按照 配比投放入搅拌机内，分别加入纤维质量比1wt％的浸润剂和2wt％的分散剂 均匀搅拌3分钟，再进行烘干并分袋包装即成成品。

实施例2:聚丙烯纤维10wt％，长度15mm，聚丙烯粗纤维90wt％，长度 45mm.

其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙烯纤维和聚丙烯粗纤维按照 配比投放入搅拌机内，分别加入纤维质量比1wt％的浸润剂和2wt％的分散剂 均匀搅拌3分钟，再进行烘干并分袋包装即成成品。