高膨胀水泥基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高膨胀水泥基复合材料及其制备方法，旨在改善传统的水泥基材料易开裂、抗拉强度低且破坏具有明显的脆性的问题。所述的高膨胀水泥基复合材料由自应力硫铝酸盐水泥、中砂、细石、水、短切聚乙烯醇(PVA)纤维、丁苯乳液和Sika第三代聚羧酸系超塑化剂组成；其质量比依次为1:1.2:0.8:0.36:(0.15％～0.225％):(5.3％～6.8％):0.13％。制备方法包括制成干拌物、短切聚乙烯醇(PVA)纤维分散在干拌物中、制备混合液、制高膨胀水泥基复合材料拌和物、将水泥基复合材料拌和物倒入试模中振动30s成型并养护24小时后脱模取出和将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天。

权利要求

1.一种高膨胀水泥基复合材料，其特征在于，所述的高膨胀水泥基复合材料由自应力硫铝酸盐水泥、中砂、细石、水、短切聚乙烯醇纤维、丁苯乳液和Sika第三代聚羧酸系超塑化剂组成；

所述的自应力硫铝酸盐水泥与中砂、细石、水、短切聚乙烯醇纤维、丁苯乳液和Sika第三代聚羧酸系超塑化剂的质量比为1:1.2:0.8:0.36:(0.15％～0.225％):(5.3％～

6.8％):0.13％。

2.一种制造高膨胀水泥基复合材料的方法，其特征在于，所述的制造高膨胀水泥基复合材料的方法的步骤如下：

1)按质量比1:1.2:0.8将自应力硫铝酸盐水泥、中砂、细石混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

3

2)将短切聚乙烯醇纤维1000～1500g/m加入步骤1)中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌

120s使短切聚乙烯醇纤维均匀分散在干拌物中；

3)按质量比0.36:(5.3％～6.8％):0.13％将水、丁苯乳液与Sika第三代聚羧酸系超塑化剂混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

4)将步骤3)中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2)中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成高膨胀水泥基复合材料拌和物；

5)将高膨胀水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上或使用振捣棒振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出；

6)将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天。

3.按照权利要求2所述的制造高膨胀水泥基复合材料的方法，其特征在于，所述的细石的直径不超过10mm，即细石的直径≤10mm。

4.按照权利要求2所述的制造高膨胀水泥基复合材料的方法，其特征在于，所述的短切聚乙烯醇纤维的直径为10μm～25μm，短切聚乙烯醇纤维的长度为5mm～15mm。

5.按照权利要求2所述的制造高膨胀水泥基复合材料的方法，其特征在于，所述的丁苯乳液的固含量质量分数51％，pH＝7.8～10，黏度35～150mPa·s。

说明书

高膨胀水泥基复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种属于土木工程材料领域的材料，更确切地说，本发明涉及高膨胀水泥基复合材料。

背景技术

[0002] 水泥基复合材料具有明显的脆性，传统的纤维增强普通混凝土能够使水泥基复合材料的韧性得到增强，同时能够有效限制非结构裂缝的产生，然而并不能有效限制材料受力时产生的裂缝。为了解决裂缝问题，同时避免使用预应力结构施工的复杂性以及高造价，工程上常使用掺加膨胀剂制成的补偿收缩混凝土或使用自应力水泥制成的自应力混凝土。对于掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土，其膨胀率过小，在约束条件下难以建立有效的自压应力，同时随着龄期的增长，补偿收缩混凝土的膨胀率不断减少，其膨胀效果较差。对于自应力混凝土，虽然能够建立起2～6MPa的自压应力，但是其膨胀效果仍不强，2～6MPa的自压应力对于建立部分预应力效果不明显，而且其膨胀并不稳定，在限制条件下容易出现10％～20％的自应力损失，不利于结构的长期受力，另外自应力混凝土在约束条件下，在约束的远端常常发生膨胀裂缝，不利于结构受力和抗裂。

[0003] 本发明针对普通混凝土抗裂性能差、补偿收缩混凝土膨胀效果差且膨胀不稳定和自应力混凝土自应力值较小、不稳定及约束远端自应力混凝土易膨胀开裂等问题，将丁苯乳液、短切聚乙烯醇(PVA)纤维与特殊拌制的自应力硫铝酸盐水泥混凝土结合在一起，利用各种增强材料在不同尺度空间上的耦合增强作用改善水泥基复合材料的抗裂和韧性性能。首先，自应力硫铝酸盐水泥的使用，为高膨胀水泥基复合材料提供足够的膨胀组分；其次，利用丁苯乳液从微观层面促进自应力水泥水化产生的钙矾石相的生成以及其在水泥浆体中的稳定性，最大限度地提升基体的膨胀性能，并且使化学预应力值稳定持久，保证高膨胀水泥基复合材料的膨胀稳定性能；最后短切聚乙烯醇(PVA)纤维的掺入可以很好地改善水泥基复合材料基体的微观结构，同时限制约束远端水泥基复合材料的膨胀变形，避免约束远端水泥基复合材料的膨胀开裂。另外短切聚乙烯醇(PVA)纤维的掺入有利于高膨胀水泥基复合材料基体与使用时的其他增强材料(如钢筋、钢纤维等)之间的握裹作用，同时在细观上改善了增强材料与基体界面以及集料与基体的界面性能，提高基体与各种约束界面之间的粘结强度，更进一步的提升高膨胀水泥基复合材料的韧性性能。各种组分从不同尺度空间上作用并利用各组分之间的耦合增强作用能够使复合材料在限制条件下的化学自应力值达到10MPa以上，并且减小自应力损失，拓展了水泥基复合材料的应用领域，具有广阔的开发前景。本专利技术就是在这样的背景下展开的。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是改善了传统的水泥基材料(混凝土等)易开裂、抗拉强度低且破坏具有明显的脆性的问题，提供了一种高膨胀水泥基复合材料及其制备方法。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的高膨胀水泥基复合材料由自应力硫铝酸盐水泥、中砂、细石、水、短切聚乙烯醇纤维、丁苯乳液和Sika第三代聚羧酸系超塑化剂组成。

[0006] 所述的自应力硫铝酸盐水泥与中砂、细石、水、短切聚乙烯醇纤维、丁苯乳液和Sika第三代聚羧酸系超塑化剂的质量比为1:1.2:0.8:0.36:(0.15％～0.225％):(5.3％～6.8％):0.13％。

[0007] 一种制造高膨胀水泥基复合材料的方法，步骤如下：

[0008] 1)按质量比1:1.2:0.8将自应力硫铝酸盐水泥、中砂、细石混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0009] 2)将短切聚乙烯醇纤维1000～1500g/m3加入步骤1)中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使短切聚乙烯醇纤维均匀分散在干拌物中；

[0010] 3)按质量比0.36:(5.3％～6.8％):0.13％将水、丁苯乳液与Sika第三代聚羧酸系超塑化剂混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

[0011] 4)将步骤3)中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2)中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成高膨胀水泥基复合材料拌和物；

[0012] 5)将高膨胀水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上或使用振捣棒振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出；

[0013] 6)将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天。

[0014] 技术方案中所述的细石的直径不超过10mm，即细石的直径≤10mm。

[0015] 技术方案中所述的短切聚乙烯醇纤维的直径为10μm～25μm，短切聚乙烯醇纤维的长度为5mm～15mm。

[0016] 技术方案中所述的丁苯乳液的固含量质量分数51％，pH＝7.8～10，黏度35～150mPa〃s。

[0017] 与现有技术相比本发明的有益效果是：

[0018] 1.本发明所述的高膨胀水泥基复合材料的膨胀性能得到极大提高，膨胀性能是传统自应力混凝土的1.85倍，传统补偿收缩混凝土的9.5倍。这是因为丁苯乳液从微观层面促进自应力水泥水化产生的钙矾石相的生成以及其在水泥浆体中的稳定性，最大限度地提升基体的膨胀性能，并且使化学自应力值稳定持久，保证高膨胀水泥基复合材料的膨胀稳定性能；

[0019] 2.本发明所述的高膨胀水泥基复合材料极大地提高水泥基体材料的开裂强度和抗拉强度，抗裂性能是普通混凝土的2.3倍。这是因为高膨胀水泥基复合材料在自由状态下，会发生体积膨胀，如果在制备初期对其进行约束(如使用钢筋、新老混凝土结合面等)，使其不能膨胀，则会在高膨胀水泥基复合材料产生10MPa左右的自压应力，能够极大地提高水泥基体材料的开裂强度和抗拉强度；

[0020] 3.本发明所述的高膨胀水泥基复合材料能有效抑制基体的恶性膨胀，防止出现传统自应力混凝土约束远端发生膨胀开裂的现象。这是因为高膨胀水泥基复合材料在自由状态下膨胀变形很大，掺入的短切聚乙烯醇(PVA)纤维能够有效限制基体的膨胀变形，同时在细观上改善增强材料与基体界面以及集料与基体的界面性能，避免高膨胀水泥基复合材料在约束远端产生膨胀裂缝；

[0021] 4.本发明所述的高膨胀水泥基复合材料在约束条件下，可以产生10MPa以上的自应力，用在结构中可以产生部分预应力的效果，能够参与结构受力。这是因为传统的自应力混凝土仅能建立起2～6MPa的自压应力，而且其膨胀并不稳定，容易出现10％～20％的自应力损失，不利于结构的长期受力。而高膨胀水泥基复合材料能产生10MPa左右的自压应力，由于丁苯乳液、短切聚乙烯醇(PVA)纤维对材料微观、细观层面性能的改善，使其几乎没有自应力损失，完全可以作为一种抗力参与到结构受力计算中。

附图说明

[0022] 下面结合附图对本发明作进一步的说明：

[0023] 图1是本发明所述的3种高膨胀水泥基复合材料、自应力混凝土和短切纤维增强普通混凝土及素普通混凝土梁式试件在同样配筋约束下的弯曲荷载—挠度曲线图；

[0024] 图2是本发明所述的高膨胀水泥基复合材料、普通混凝土、自应力混凝土及掺加20％混凝土膨胀剂的补偿收缩混凝土的膨胀率随龄期变化曲线图；

[0025] 图3是制备本发明所述的高膨胀水泥基复合材料的流程框图。；

[0026] 图中：1.1号高膨胀水泥基复合材料，2.3号高膨胀水泥基复合材料,3.2号高膨胀水泥基复合材料，4.自应力混凝土；5.短切纤维增强普通混凝土，6.普通混凝土，a.1/4号高膨胀水泥基复合材料，b.3/6号高膨胀水泥基复合材料；c.2/5号高膨胀水泥基复合材料；d.自应力混凝土，e.掺加20％膨胀剂的补偿收缩混凝土，f.普通混凝土。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本发明作详细的描述：

[0028] 传统的水泥基材料易开裂、抗拉强度低且破坏具有明显的脆性。普通混凝土的开裂强度很低，抗拉强度仅为其抗压强度的十分之一左右，破坏时非常突然。传统的短切纤维增强普通混凝土虽然能够使水泥基复合材料的韧性得到增强，有效限制非荷载裂缝的产生，却不能有效限制材料受力时产生的荷载裂缝；而传统的机械预应力混凝土虽然可以有效避免水泥材料基体裂缝的产生，但是其施工复杂、造价较高，结构某些特殊位置(如梁柱节点处)由于尺寸空间的限制无法使用机械预应力。

[0029] 为了解决水泥基材料的裂缝问题，同时避免使用预应力结构施工的复杂性以及高造价，工程上常使用掺加膨胀剂制成的补偿收缩混凝土和使用自应力水泥制成的自应力混凝土。对于掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土，其膨胀率过小，在约束条件下难以建立有效的自压应力，一般仅能产生1MPa以下的自压应力值。同时随着龄期的增长，膨胀混凝土的膨2
胀率不断减少，其膨胀效果差。对于自应力混凝土，其自应力水泥用量常常达到700kg/m，虽然能够建立起2～6MPa的自压应力，但其膨胀并不稳定，在限制条件下容易出现10％～
20％的自应力损失，不利于结构的长期受力。另外自应力混凝土在约束条件下，在约束的远端常常产生膨胀裂缝，不利于结构受力和抗裂。

[0030] 针对各种水泥基材料如普通混凝土、纤维增强混凝土、预应力混凝土、补偿收缩混凝土和自应力混凝土的这些缺陷，本发明提供了一种高膨胀水泥基复合材料用以改善传统的水泥基材料易开裂、抗拉强度低且破坏具有明显的脆性的问题。

[0031] 本发明所述的高膨胀水泥基复合材料是由胶凝材料组分(自应力硫铝酸盐水泥)、细集料(中砂)、粗集料(细石)、水、短切聚乙烯醇(PVA)纤维、丁苯乳液和超塑化剂组成，其中所述的胶凝材料组分与细集料(中砂)、粗集料(细石)、水、短切聚乙烯醇纤维(PVA)、丁苯乳液和超塑化剂的质量比为1:1.2:0.8:0.36:(0.15％～0.225％):(5.3％～6.8％):0.13％。利用自应力硫铝酸盐水泥，为高膨胀水泥基复合材料提供足够的膨胀组分；利用丁苯乳液从微观层面促进自应力水泥水化产生的钙矾石相的生成以及其在水泥浆体中的稳定性，最大限度地提升基体的膨胀性能，并且使化学自应力值稳定持久，保证高膨胀水泥基复合材料的膨胀稳定性能；最后利用短切聚乙烯醇(PVA)纤维的掺入可以很好地改善高膨胀水泥基复合材料基体的细观结构，同时限制约束远端水泥基复合材料的膨胀变形，避免约束远端水泥基复合材料的膨胀开裂，另外自应力硫铝酸盐水泥、丁苯乳液、短切聚乙烯醇(PVA)纤维从微观、细观和宏观的不同尺度空间上产生增强作用并且彼此之间相互影响，以此提高材料抗裂和抗拉性能。

[0032] 本发明所述的高膨胀水泥基复合材料所含组分及其含量如下：

[0033] 自应力硫铝酸盐水泥、中砂、细石、水、短切聚乙烯醇(PVA)纤维、丁苯乳液和Sika第三代聚羧酸系超塑化剂的质量比为1:1.2:0.8:0.36:(0.15％～0.225％):(5.3％～6.8％):0.13％。其中：

[0034] 细石的直径不超过10mm；

[0035] 短切聚乙烯醇(PVA)纤维的直径为10～25μm，长度为5～15mm；

[0036] 丁苯乳液固含量质量分数51％，pH＝7.8～10，黏度35～150mPa〃s；

[0037] 本发明所述的高膨胀水泥基复合材料的制造方法的步骤如下：

[0038] 1.按质量比1:1.2:0.8将自应力硫铝酸盐水泥、中砂、直径不超过10mm的细石混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0039] 2.将短切聚乙烯醇(PVA)纤维1000～1500g/m3加入步骤1中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使短切聚乙烯醇纤维均匀分散在干拌物中；

[0040] 3.按质量比0.36:(5.3％～6.8％):0.13％将水、Sika第三代聚羧酸系超塑化剂与丁苯乳液混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液，其中：丁苯乳液的固含量质量分数51％，pH＝7.8～10，黏度35～150mPa〃s；

[0041] 4.将步骤3中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成高膨胀水泥基复合材料拌和物；

[0042] 5.将高膨胀水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模(或根据实际需要特制的试模)中，在振动台上或使用振捣棒振动30s成型，在试模中养护24小时后脱模取出。

[0043] 6.将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天。

[0044] 实施例1

[0045] 1.将自应力硫铝酸盐水泥664kg/m3、中砂796kg/m3、直径不超过10mm的细石3
531kg/m混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0046] 2.将直径为10μm与长度为5mm的短切聚乙烯醇(PVA)纤维1500g/m3加入步骤1中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使其均匀地分散在干拌物中；

[0047] 3.将水239kg/m3、Sika第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m3、丁苯乳液45kg/m3混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

[0048] 4.将步骤3中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成水泥基复合材料拌和物；

[0049] 5.将水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上振动30s成型，在试模中养护24小时后脱模取出；

[0050] 6.将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天，并每天测量其膨胀变形，-6测得其第28天的自由膨胀率达到19523×10 ；在其中放置有直径为10mm的钢筋约束其膨胀变形后，在抗弯试验中其开裂荷载为19.2kN。

[0051] 实施例2

[0052] 1.将自应力硫铝酸盐水泥664kg/m3、中砂796kg/m3、直径不超过10mm的细石3
531kg/m混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0053] 2.将直径为10μm与长度为5mm的短切聚乙烯醇(PVA)纤维1000g/m3加入步骤1中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使其均匀分散在干拌物；

[0054] 3.将水239kg/m3、Sika第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m3、丁苯乳液35kg/m3混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

[0055] 4.将步骤3中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成水泥基复合材料拌和物；

[0056] 5.将水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出；

[0057] 6.将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天，并每天测量其膨胀变形，-6测得其第28天的自由膨胀率达到14024×10 ；在其中放置有直径为10mm的钢筋约束其膨胀变形后，在抗弯试验中其开裂荷载为16.9kN。

[0058] 实施例3

[0059] 1.将自应力硫铝酸盐水泥664kg/m3、中砂796kg/m3、直径不超过10mm的细石3
531kg/m混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0060] 2.将直径为10μm与长度为5mm的短切聚乙烯醇(PVA)纤维1200g/m3加入步骤1中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使其均匀分散在干拌物中；

[0061] 3.将水239kg/m3、Sika第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m3、丁苯乳液40kg/m3混合搅拌30s，使其分散均匀成混合液；

[0062] 4.将步骤3中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成水泥基复合材料拌和物；

[0063] 5.将水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出；

[0064] 6.将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天，并每天测量其膨胀变形，-6测得其第28天的自由膨胀率达到17143×10 ；在其中放置有直径为10mm的钢筋约束其膨胀变形后，在抗弯试验中其开裂荷载为17.6kN。

[0065] 对比例1

[0066] 将水灰比0.36，配比为普通硅酸盐水泥:砂:石子＝1:0.8:1.2(质量比)，Sika3
第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m的原料混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成拌和物，均匀倒入标准试模中，在振动台上振动30s成型，24小时后脱模，放入水中养护28天，其-6
28天内无自由膨胀，自由收缩值为356×10 。在其中放置有直径为10mm的钢筋后，构件在抗弯试验中开裂荷载为8.5kN

[0067] 对比例2

[0068] 1.将自应力硫铝酸盐水泥664kg/m3、中砂796kg/m3、直径不超过10mm的细石3
531kg/m混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0069] 2.将水239kg/m3，Sika第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m3混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

[0070] 3.将步骤2中搅拌均匀形成的混合液加入步骤1中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成水泥基复合材料拌和物；

[0071] 4.将水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出，制成自应力混凝土试件；

[0072] 5.将脱模取出的试件置于20℃～30℃的水中养护28天，每天测量其膨胀变形，测-6得其第28天的自由膨胀率达到10538×10 。在其中放置有直径为10mm的钢筋约束其膨胀变形后，在抗弯试验中其开裂荷载为14.1kN。

[0073] 对比例3

[0074] 1.将普通硅酸盐水泥664kg/m3，中砂796kg/m3，直径不超过10mm的细石531kg/m3混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0075] 2.将直径为10μm与长度为5mm的短切聚乙烯醇(PVA)纤维1500g/m3加入步骤1中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使其均匀分散在干拌物中；

[0076] 3.将水239kg/m3、Sika第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m3混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

[0077] 4.将步骤3中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成水泥基复合材料拌和物；

[0078] 5.将水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准模中，在振动台上振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出，制成含有PVA纤维的普通混凝土试件；

[0079] 6.将脱模取出的含有PVA纤维的普通混凝土试件置于20℃～30℃的水中养护28天，每天测量其膨胀变形，其28天内无自由膨胀，在其中放置有直径为10mm的钢筋后，在抗弯试验中其开裂荷载为9.8kN。

[0080] 对比例4

[0081] 1.将普通硅酸盐水泥664kg/m3、中砂796kg/m3、直径不超过10mm的细石531kg/m3混合在混凝土搅拌机中，均匀搅拌60s成干拌物；

[0082] 2.将混凝土膨胀剂132.8kg/m3加入步骤1中已搅拌均匀的干拌物中，搅拌120s使其均匀分散在干拌物；

[0083] 3.将水239kg/m3、Sika第三代聚羧酸系超塑化剂0.86kg/m3混合搅拌30s，使其成为分散均匀的混合液；

[0084] 4.将步骤3中搅拌均匀形成的混合液加入步骤2中混合均匀的干拌物中，在混凝土搅拌机中搅拌180s成水泥基复合材料拌和物；

[0085] 5.将水泥基复合材料拌和物均匀倒入标准试模中，在振动台上振动30s成型，在标准试模中养护24小时后脱模取出，制成掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土试件；

[0086] 6.将脱模取出的掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土试件置于20℃～30℃的水中养护-628天，每天测量其膨胀变形，测得其第28天的自由膨胀率达到2052×10 ，28天稳定自由-6
膨胀率为1780×10 。

[0087] 通过3个实施例和4个对比例可以得到以下基本结论：

[0088] 1.参阅图1和图2，实施例2、实施例3、实施例1分别对短切聚乙烯醇(PVA)纤3 3 3
维的含量在1000kg/m、1200kg/m、1500kg/m(质量比分别为0.15％、0.18％、0.225％)和
3 3 3
丁苯乳液的含量在35kg/m、40kg/m、45kg/m(质量比分别为5.3％、6.1％、6.8％)配制的高膨胀水泥基复合材料的自由膨胀性能和弯曲作用下的抗裂性能进行了试验研究和对比分析，结果3个实施例制备的高膨胀水泥基复合材料均具有较高的自由膨胀性能和抗裂性能。随着短切聚乙烯醇(PVA)纤维和丁苯乳液含量的增加，高膨胀水泥基复合材料的自由膨胀性能和抗裂性能逐渐提高，证明本发明提出的高膨胀水泥基复合材料的配合比和制备方法是可靠的；

[0089] 2.参阅图1和图2，4个对比例分别选取了配合比接近或部分相同的普通混凝土、自应力混凝土、含有短切聚乙烯醇(PVA)纤维的普通混凝土、掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土进行试验研究和对比分析，发现本发明提出的高膨胀水泥基复合材料较上述四种水泥基材料有更强的自由膨胀性能和抗裂性能；

[0090] 3.参阅图1，实施例1与对比例1比较，本发明提出的高膨胀水泥基复合材料的抗裂性能较普通混凝土提高了2.3倍，证明了自应力硫铝酸盐水泥、短切聚乙烯醇(PVA)纤维和丁苯乳液相互耦合大幅度提高了水泥基材料的抗裂性能；

[0091] 4.参阅图1和图2，实施例1与对比例2比较，本发明提出的高膨胀水泥基复合材料的抗裂性能较自应力混凝土提高了36.2％，自由膨胀性能较自应力混凝土提高了85.3％，证明了短切聚乙烯醇(PVA)纤维和丁苯乳液对提高水泥基材料的抗裂性能有显著作用；

[0092] 5.参阅图1，实施例1与对比例3比较，本发明提出的高膨胀水泥基复合材料的抗裂性能较含有短切聚乙烯醇(PVA)纤维的普通混凝土提高了95.9％，证明了自应力硫铝酸盐水泥和丁苯乳液对提高水泥基材料的抗裂性能有显著作用；

[0093] 6.参阅图2，实施例1与对比例4比较，本发明提出的高膨胀水泥基复合材料的自由膨胀性能是掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土的9.5倍，证明了自应力硫铝酸盐水泥、短切聚乙烯醇(PVA)纤维和丁苯乳液对提高水泥基材料的抗裂性能有显著作用。