一种生态纳米颗粒增强水泥基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种生态纳米颗粒增强水泥基复合材料及其制备方法，采用工业废渣中的高强高弹球形纳米颗粒大量取代水泥，同时使用减水率50％以上的高性能外加剂及高强超细镀铜钢纤维，通过水泥、生态纳米颗粒、化学外加剂、钢纤维及其多元复合技术的有效和高效利用，大大促进了混凝土材料组成与结构优化，各组分优势叠加、成份互补。本发明解决了现有水泥基复合材料在标准养护和蒸汽养护条件下无法达到抗压强度300MPa以上、抗弯强度60MPa以上的难题，大大提升了工业废渣的高效再生利用率和核心技术价值，降低水泥基复合材料中水泥熟料的用量，适用于混凝土设计抗压强度为300MPa的大型土木工程结构材料。

主权项

一种生态纳米颗粒增强水泥基复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下质量百分比的组分：水泥 23.5%~26.9%；生态纳米颗粒 15.6%~23.1%；高性能减水剂 1.2%~1.5%；分散剂0.6%~1.2%；消泡剂0.01%～0.02%；水 ≤5%；高强细集料 36.0%~50.0%；高强超细钢纤维 5.0%~13.0%；所述的水泥是强度等级52.5~62.5的硅酸盐水泥；所述的生态纳米颗粒是从硅灰、超细粉煤灰、稻壳灰、磨细钢渣、磨细矿渣、赤泥等任意一种工业废渣中分离出的密度大于1g/cm3、粒径小于100nm的球形纳米颗粒，要求该生态纳米颗粒的弹性模量超过50GPa，抗压强度超过500MPa，且主要化学成分为无定形SiO2或SiO2‑Al2O3复合相；所述的高性能减水剂是减水率50%以上的聚羧酸类外加剂；所述的分散剂为静电排斥稳定型分散剂、空间位阻稳定型分散剂和静电位阻稳定型分散剂中的任意一种；所述的消泡剂是高效有机硅消泡粉；所述的高强细集料是最大粒径不超过4.75mm且抗压强度超过200MPa的辉长岩、辉绿岩和玄武岩机制砂，连续级配，细度模数为3~2.3，含泥量小于1%；所述的高强超细钢纤维是直径为0.2mm，长度13mm，抗拉强度≥2850MPa的镀铜微细钢纤维。