本发明属于建筑材料
技术领域：
，尤其涉及一种水泥基复合材料及其应用。
背景技术：
：随着我国社会、经济的发展，对新材料的研究及应用的热度增长迅速，其中新型凝胶材料磷酸镁水泥是一大重要研究热点，其凝结时间短、早期强度高、力学性能优良的特性使之逐渐大量应用于高速、市政等车流量大的道路及机场跑道的快速修补、结合工业废料的建筑材料的生产、作为新型结合剂的人造板材的制造、冻土地区及深层油井的固化处理这些重要方面，但目前磷酸镁水泥存在韧性差这一缺陷，这极大地限制了其应用范围。已有研究表明，椰子纤维与其他天然纤维相比，具有较高的韧性，因此研发具有快凝、高强、高韧性的绿色水泥基复合材料这一新型建筑材料具有重要意义，目前市面上还没有同时具备这多种性能的绿色水泥基复合材料。技术实现要素：本发明的目的在于一种水泥基复合材料及其应用。本发明所采取的技术方案为：一种水泥基复合材料，其干基的质量组成为：40-45份氧化镁、25-30份磷酸二氢钾、10-16份粉煤灰、4-10份硼砂、0.4-4份椰子纤维。优选的，上述水泥基复合材料的干基包含以下质量百分比的原料：40％-45％氧化镁、25％-30％磷酸二氢钾、10％-16％粉煤灰、4％-10％硼砂、0.4％-4％椰子纤维。优选的，上述水泥基复合材料的干基包含以下质量百分比的原料：40％-50％氧化镁、25％-35％磷酸二氢钾、9％-12％粉煤灰、4％-6％硼砂、0.5％-1.8％椰子纤维。优选的，上述椰子纤维为平直型椰子纤维，其直径为0.15mm-0.35mm，长度为5mm-30mm。优选的，上述氧化镁为重烧重质氧化镁，mgo质量含量≥90％。优选的，上述磷酸二氢钾纯度大于99％。优选的，上述粉煤灰为灰色二级粉煤灰。优选的，上述硼砂的硼砂含量大于95％。本发明还提供一种建筑构件的制备方法，包括如下步骤：(1)按照上述组成称取原料；(2)磷酸二氢钾、硼砂、粉煤灰混合形成均匀的干料混合物；(3)加入水搅拌均匀形成浆体；(4)加入氧化镁，搅拌均匀，均匀散入椰子纤维并搅拌即得水泥基复合材料浆体；(5)水泥基复合材料浆体浇入钢模，成型，脱模，得到建筑构件。优选的，上述制备方法中步骤(3)水加入量对应的质量百分比为10％-20％。本发明的有益效果为：(1)采用本发明提供的水泥基复合材料浇筑成型的建筑构件抗压强度42-54mpa，抗折强度12-20mpa，具有快凝高强、高韧性的特点，适用于高速、市政等车流量大的道路及机场跑道的快速修补；结合工业废料的建筑材料的生产，作为新型结合剂的人造板材的制造，冻土地区及深层油井的固化处理等方面均有很好的应用。基于可再生植物纤维水泥基复合材料依托其良好的韧性、吸能性能，受力性能优良，可逐步将其加入工程承重构件。(2)本发明所使用的原材料为氧化镁、磷酸二氢钾、粉煤灰、硼砂，四种原材料均可大量供应，易得、价格适中。(3)本发明的制备方法简单易行，回收利用了大量椰子壳，还具备了绿色环保的特点。具体实施方式以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。以下实施例中所使用的“氧化镁”采用重烧重质氧化镁，颜色呈棕黄色，其氧化镁含量≥90％。所使用的“磷酸二氢钾”采用工业级，常温下为无色结晶，其纯度≥99％，在60℃温度下烘干30小时，并使用球磨机研磨≥6h后细度可过0.35mm筛。所使用的“粉煤灰”采用二级f类粉煤灰，呈灰色。所使用的缓凝剂“硼砂”为工业级，为白色晶体粉末状，其含量≥95％，在60℃温度下烘干24小时，并使用球磨机研磨2小时。所使用的“椰子纤维”采用直径介于0.15～0.35mm、长度≤30mm的平直型椰子纤维。实施例：一种水泥基复合材料，具体实施例的原料及质量百分比如表1所示：表1实施例1-3的原料组成及其质量百分比(％)氧化镁磷酸二氢钾粉煤灰硼砂椰子纤维水实施例142.5128.9210.714.251.2712.34实施例242.5128.9210.714.680.8512.33实施例341.9828.5610.585.041.6812.16一种建筑构件的制备方法，包括如下步骤：(1)按照表1组成称取原料；(2)磷酸二氢钾、硼砂、粉煤灰混匀，干拌1分钟，形成均匀的干料混合物；(3)加入水搅拌3分钟，形成均匀浆体；(4)加入氧化镁，低速搅拌30秒，再高速搅拌90秒后，均匀散入椰子纤维，搅拌30秒后形成流动性良好的水泥基复合材料浆体；(5)水泥基复合材料浆体浇入钢模，成型，脱模，得到建筑构件；上述水泥基复合材料的建筑构件为40mmx40mmx160mm长方体，每个实施例制作三个建筑构件，参考gbt1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行建筑构件初凝时间测定试验。按上述方法浇筑成型后，在标准条件下进行养护至28天后，对建筑构件进行抗折强度、抗压强度试验、弯曲韧性试验。抗折强度、抗压强度试验方法参考gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》(iso法)进行；由于磷酸镁水泥还没有系统的弯曲韧性测定方法，所以参考美国材料试验协会astmc1018-1997《纤维增强混凝土的弯曲韧性和第一裂纹强度的标准测试方法》及中国工程建设协会标准《cecs13-2009纤维混凝土实验方法标准》进行弯曲韧性试验。实施例1-3初凝时间测定结果及抗压强度、抗折强度、弯曲韧性实验结果如表2所示：表2实施例1-3建筑构件的测试结果对比例：其余操作与实施例相同，区别在于水泥基复合材料干基的质量组成不同。一种水泥基复合材料，由以下质量百分比的原料组成：表3对比例1的原料组成及其质量百分比(％)氧化镁磷酸二氢钾粉煤灰硼砂椰子纤维水对比例143.0629.3010.854.31/12.48对比例241.0027.8910.334.104.5411.89对比例339.3826.809.933.948.5311.42称取表3中对比例1的原料，按照实施例的制备方法制备建筑构件，建筑构件为40mmx40mmx160mm长方体，每个对比例制作三个建筑构件，并按照实施例的方法进行对比例建筑构件初凝时间、抗压强度、抗折强度、弯曲韧性测试，其测试结果如表4所示：表4对比例1-2建筑构件的测试结果由表4可看出，当对比例1中不掺入椰子纤维时，其峰值挠度后残余弯曲韧性为0kn·mm，而当对比例2中掺入的椰子纤维超过4％时，其峰值挠度前弯曲韧性仅为0.23kn·mm，整体性能也相应变差；当对比例3中椰子纤维的掺入量过大时，其韧性显著降低。由以上测试结果可看出，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12