[发明专利]一种水泥基复合材料用有机复合纤维及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥基复合材料用有机合成纤维，涉及一种被应用于混凝土 中有效控制混凝土裂缝的复合纤维。

背景技术

普通水泥砂浆、混凝土等水泥基复合材料抗拉强度低、脆性大，在施工 和服役期间容易产生开裂现象，同时在受荷载时往往呈现出无征兆的崩碎性 破坏。目前，用于增强水泥基复合材料的纤维种类很多，有机合成纤维是应 用较为普遍的一类，包括聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、尼龙纤维、聚丙烯腈 纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维等合成纤维。

将一种有机合成纤维掺入到水泥复合材料中，有机合成纤维能阻止材料 裂缝的产生和发展，且有利于增强水泥基复合材料的韧性，同时能够提高水 泥基复合材料的抗拉强度。各种有机合成纤维对改善混凝土性能发挥着各自 独特的作用,但同时也有许多不足之处。一般来说,高弹模纤维对水泥基复 合材料的增强效果较好；低弹模纤维增强效果较差,但阻裂效果较好。其中 聚丙烯纤维属于低弹模纤维，而聚乙烯醇纤维属于高弹模纤维。通过将聚丙 烯纤维与聚乙烯醇纤维按一定比例复合掺入水泥基复合材料，提高水泥基复 合材料抗裂增强性能的应用技术还未见报道。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术存在的问题，通过不同尺寸和比例的纤维 复合，将聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维掺入水泥基复合材料中，发挥各自优势， 在不同层次和受荷阶段来增强混凝土的性能。

本发明由下列合成纤维按重量比配置而成：

聚丙烯纤维20wt％-80wt％，聚乙烯醇纤维80wt％-20wt％。

在本发明中，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％。

在本发明中，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％。

本发明还提供了一种上述复合纤维的生产方法，是将上述质量百分比的 聚丙烯纤维、聚乙烯醇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：将聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维两 种初始模量、断裂强度、断裂伸长率、直径、熔点各不相同的有机合成纤维 复合制成的纤维掺入水泥基复合材料中，形成复合阻裂和增强系统，既可发 挥单一纤维的优点，又能产生两种纤维复合的叠加效应，既能实现聚丙烯纤 维在早期控制裂缝的作用，又能实现聚乙烯醇纤维抑制后期服役期裂缝的作 用。本发明弥补了单一合成纤维不同阶段控制裂缝的不足，提高了水泥基复 合材料抗裂性能，减少后期维护费用，性价比极高，具有在建筑行业推广的 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

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本 发明的技术方案，但对本发明并没有限制。

实施例1:聚丙烯纤维20wt％，长度19mm，聚乙烯醇纤维80wt％，长 度12mm.

其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维按照 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40wt％，长度15mm，聚乙烯醇纤维60wt％，长 度12mm。

其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维按照 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3:聚丙烯纤维50wt％，长度12mm，聚乙烯醇纤维50wt％，长 度6mm.

其制备方法为：将上述质量百分比的聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维按照 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。