水泥质组合物、基于水泥的结构、及其形成方法

本公开的各个方面可涉及一种水泥质组合物。本公开的各个方面可涉及一种基于水泥的结构。各种实施方式可涉及形成水泥质组合物和/或基于水泥的结构的方法。

背景技术：

1、应变硬化水泥基复合材料（strain hardening cementitious composite，shcc）代表一组具有优异的机械性能和环境耐久性的建筑材料。shcc通常可以达到至少1%的拉伸应变能力，其是传统混凝土的拉伸应变能力的约100倍。该非凡的拉伸性能是通过添加一小部分纤维而实现的，这有助于形成多个具有紧密的裂缝宽度的微裂缝，而不是传统混凝土中见到的少数的大裂缝。优异的拉伸延展性以及紧密的裂缝宽度导致了更强的抗腐蚀性，并提高了基于shcc的结构中裂缝的自我修复的潜力。尽管已经使用各种各样的纤维，例如金属纤维、聚合物纤维和天然纤维来制造shcc，但是用于基质组合物的材料的选择是相当有限的。

2、shcc通常要求高的波特兰水泥（portland cement，pc）含量。因此，基于shcc的结构的生产会消耗大量的能量，并且会导致大量的二氧化碳（co2）。

技术实现思路

1、各个实施方式可提供一种水泥质组合物。水泥质组合物可以包括一种混合物，该混合物包括粘结剂组分，粘结剂组分包括活性氧化镁水泥（reactive magnesium oxidecement，rmc）。该混合物可以进一步包括水。水泥质组合物还可以包括分散在混合物中的一种或多种纤维。

2、各个实施方式可以提供一种基于水泥的结构。基于水泥的结构可包括基质，该基质包括一种或多种水合碳酸镁。基于水泥的结构可包括嵌入基质中的一种或多种纤维。

3、各个实施方式可以提供一种形成水泥质组合物的方法。该方法可以包括形成一种混合物。混合物可以包括粘结剂组分，该粘结剂组分包括活性氧化镁水泥。混合物还可以包括水。该方法可以包括将一种或多种纤维分散在混合物中。

4、各个实施方式可以提供一种形成基于水泥的结构的方法。该方法可以包括形成基质，该基质包括一种或多种水合碳酸镁。一种或多种纤维可以嵌入该基质中。

1.一种水泥质组合物，包括：

2.根据权利要求1所述的水泥质组合物，其特征在于，所述粘结剂组分还包括选自水硬性水泥、粉煤灰、硅粉和磨细粒化高炉矿渣的任何一种或多种粘结剂。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的水泥质组合物，其特征在于，所述粘结剂组分中的所述活性氧化镁水泥的质量百分比为选自40%至100%的任何一个百分比值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的水泥质组合物，其特征在于，所述水与所述粘结剂组分的质量比为选自0.4至0.8的任何一个比。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的水泥质组合物，其特征在于，所述混合物还包括减水剂。

6.根据权利要求5所述的水泥质组合物，其特征在于，所述减水剂为六偏磷酸钠溶液。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的水泥质组合物，其特征在于，所述减水剂相对于所述粘结剂组分的质量百分比为选自2%至4%的任何一个百分比值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的水泥质组合物，其特征在于，所述混合物还包括粘度控制剂。

9.根据权利要求8所述的水泥质组合物，其特征在于，所述粘度控制剂为羟丙基甲基纤维素。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的水泥质组合物，其特征在于，所述粘度控制剂相对于所述粘结剂组分的质量百分比为选自0.05%至0.5%的任何一个百分比值。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的水泥质组合物，其特征在于，所述一种或多种纤维是选自金属纤维、聚合物纤维和天然纤维的任何一种类型的纤维。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的水泥质组合物，其特征在于，所述水泥质组合物中的所述一种或多种纤维的体积百分比为选自0.5%至10%的任何一个百分比值。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的水泥质组合物，其特征在于，所述一种或多种纤维中的每种纤维包括油剂涂层。

14.一种基于水泥的结构，包括：

15.根据权利要求14所述的结构，其特征在于，所述一种或多种水合碳酸镁选自水碳镁石、水菱镁矿、球碳镁石和纤菱镁矿。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的结构，其特征在于，所述一种或多种纤维与所述基质结合。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的结构，其特征在于，所述基于水泥的结构是混凝土。

18.一种形成水泥质组合物的方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法， 其特征在于，所述粘结剂组分还包括选自水硬性水泥、粉煤灰、硅粉和磨细粒化高炉矿渣的任何一种或多种粘结剂。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其特征在于，所述粘结剂组分中的所述活性氧化镁水泥的质量百分比为选自40%至100%的任何一个百分比值。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述水与所述粘结剂组分的质量比为选自0.4至0.8的任何一个比。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合物还包括减水剂。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述减水剂为六偏磷酸钠溶液。

24.根据权利要求22或权利要求23所述的方法，其特征在于，所述减水剂相对于所述粘结剂组分的质量百分比为选自2%至4%的任何一个百分比值。

25.根据权利要求18至24中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合物还包括粘度控制剂。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述粘度控制剂为羟丙基甲基纤维素。

27.根据权利要求25或权利要求26所述的方法，其特征在于，所述粘度控制剂相对于所述粘结剂组分的质量百分比为选自0.05%至0.5%的任何一个百分比值。

28.根据权利要求18至27中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种纤维是选自金属纤维、聚合物纤维和天然纤维的任何一种类型的纤维。

29.根据权利要求18至28中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥质组合物中的所述一种或多种纤维的体积百分比为选自0.5%至10%的任何一个百分比值。

30.根据权利要求18至29中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种纤维中的每种纤维包括油剂涂层。

31.一种形成基于水泥的结构的方法，所述方法包括：

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，形成所述一种或多种水合碳酸镁包括：

34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种水合碳酸镁选自水碳镁石、水菱镁矿、球碳镁石和纤菱镁矿。

35.根据权利要求31至34中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种纤维与所述基质结合。

36.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于水泥的结构是混凝土。