CN101003423A - 表面改性钢纤维和钢筋生产增强水泥砂浆及混凝土的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表面改性钢纤维和钢筋生产增强水泥砂浆和混凝土的方法，包括：(1)将表面活性剂溶液涂覆或浸泡于钢纤维或钢筋表面，取出，晾干，得到表面改性钢纤维或钢筋；(2)表面改性钢纤维或钢筋与水泥和水和砂或石混合，配制成水泥砂浆或混凝土；本发明增强了钢纤维或钢筋表面与水泥砂浆及混凝土的粘结，提高了其复合水泥砂浆及混凝土性能，特别是钢纤维聚合物砂浆及钢筋聚合物混凝土的性能，提高了此类材料的抗压、抗拉、抗折及抗锈蚀等性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体是表面改性钢纤维和钢筋生产增强水泥砂浆和混凝土的方法。
背景技术
水泥砂浆和混凝土是重要的土木工程材料。但传统砂浆和混凝土的抗折强度普遍较低，且还存在耐久性的问题。因此，人们提出了多种改善其综合性能的方法。其主要途径是在普通砂浆和混凝土中掺入某种其它物质形成复合材料从而达到功能互补的作用。现有的增强方法主要有以下几种：
1、钢纤维或钢筋增强水泥基复合材料。包括钢纤维水泥砂浆、钢纤维混凝土和钢筋混凝土。钢纤维水泥砂浆主要是将钢纤维均匀地乱向分布于水泥砂浆基体中；钢纤维混凝土主要是将钢纤维均匀地乱向分布于水泥混凝土基体中；钢筋混凝土是以混凝土基体包裹钢筋。从而提高砂浆和混凝土的抗拉、抗折强度。但大多实验表明，普通砂浆和混凝土加入钢纤维或钢筋，其破坏特征是钢纤维或钢筋在断裂面被拔出，这说明钢纤维或钢筋与基体间的粘接性较差，影响了发挥钢纤维或钢筋的增强作用。
2、钢纤维聚合物水泥砂浆和混凝土。此方法为先掺入一定量的聚合物乳液对水泥砂浆和混凝土进行改性，然后再配制钢纤维聚合物水泥砂浆和混凝土。这种方法可以同时发挥纤维和聚合物的双重作用，增强水泥基材料的各项性能。但该方法用金属材料加入到无机和有机材料的混合体中，各种不同性质材料之间的界面结合仍然有一定的缺陷，使钢纤维的增强、增韧作用得不到充分发挥，影响到增强效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种表面改性钢纤维和钢筋生产增强水泥砂浆和混凝土的方法，通过对钢纤维或钢筋表面进行改性，加强钢纤维或钢筋与水泥砂浆和混凝土基体的粘结，提高其复合水泥砂浆及混凝土的性能。
本发明表面改性钢纤维和钢筋生产增强水泥砂浆和混凝土的方法包括如下步骤：
(1)将0.5％-2.0％重量的硅烷偶联剂溶液涂覆或浸泡于钢纤维或钢筋表面，取出，晾干，得到表面改性钢纤维或钢筋；
(2)表面改性钢纤维或钢筋与水泥和水和砂或石混合，配制成水泥砂浆或混凝土。即
表面改性钢纤维与水泥、砂和水配制成表面改性钢纤维水泥砂浆；
表面改性钢纤维与水泥、砂、石和水配制成表面改性钢纤维混凝土；
表面改性钢筋与水泥、砂、石和水配制成表面改性钢筋混凝土。
本发明对涂覆或浸泡没有特别要求，以达到硅烷偶联剂均匀分布在钢纤维或钢筋表面为宜。
步骤(2)中，混合时，还可以加入聚合物，具体如下：
表面改性钢纤维与水泥、砂、聚合物和水配制成表面改性钢纤维聚合物水泥砂浆；
表面改性钢纤维与水泥、砂、石、聚合物和水配制成表面改性钢纤维聚合物混凝土；
表面改性钢筋与水泥、砂、石、聚合物和水配制成表面改性钢筋聚合物混凝土。
所述聚合物可以是本领域通用的聚合物，本发明优选苯丙胶乳、丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液、聚氨脂胶乳、聚丙烯酸甲酯微乳液、硅丙乳液中的一种或一种以上，其用量占水泥砂浆或混凝土中水泥的5～20％重量。
所述水泥砂浆及混凝土其他材料的用量及其配制方法同现有技术。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明表面改性钢纤维或钢筋增强了钢纤维或钢筋表面与水泥砂浆及混凝土的粘结，提高了其复合水泥砂浆及混凝土性能，特别是钢纤维聚合物砂浆及钢筋聚合物混凝土的性能，提高了此类材料的抗压、抗拉、抗折及抗锈蚀等性能。
具体实施方式
实施例1制备表面改性钢纤维水泥砂浆
将钢纤维在浓度1.5％重量的硅烷偶联剂水溶液中浸泡20min，晾干。
按以下比例：水泥540g，砂子1350g，水238ml，钢纤维113g，将其混合搅拌均匀，制备钢纤维水泥砂浆试样。检测结果表明，经表面改性钢纤维水泥砂浆试样的抗折、抗压强度比未经硅烷偶联剂处理钢纤维的试样高10％以上。
实施例2制备表面改性钢纤维增强苯丙胶乳水泥砂浆
钢纤维在浓度1.0％重量的硅烷偶联剂水溶液中浸泡5min，晾干。
按以下比例：水泥540g，砂子1350g，水218ml，固含量为50％的苯丙胶乳60ml，钢纤维113g，将其混合搅拌均匀，制备钢纤维聚合物水泥砂浆试样。检测结果表明，经表面改性钢纤维聚合物水泥砂浆试样的抗折、抗压强度比未经硅烷偶联剂处理钢纤维的试样高20％以上。
实施例3制备表面改性钢纤维增强丁苯胶乳水泥砂浆
将浓度1.5％重量的硅烷偶联剂水溶液喷涂于钢纤维表面，然后晾干。
按以下比例：水泥540g，砂子1350g，水218ml，固含量为50％的丁苯胶乳60ml，钢纤维113g，将其混合搅拌均匀，制备钢纤维聚合物水泥砂浆试样。检测结果表明，经表面改性钢纤维聚合物水泥砂浆试样的抗折、抗压强度比未经硅烷偶联剂处理钢纤维的试样高20％以上。
实施例4制备表面改性钢纤维增强水泥混凝土
钢纤维在浓度2.0％重量的硅烷偶联剂水溶液中浸泡20min，晾干。
按以下比例：水泥1110g，砂子1881g，石子3654g，水555ml，钢纤维234g，将其混合搅拌均匀，制备钢纤维增强水泥混凝土试样。检测结果表明，经表面改性钢纤维增强水泥混凝土试样的抗折、抗压强度比未经硅烷偶联剂处理钢纤维的试样高10％以上。
实施例5制备表面改性钢筋增强丁苯胶乳水泥混凝土
将浓度1.0％重量的硅烷偶联剂水溶液喷涂于钢筋表面，然后晾干。
按以下比例：水泥1110g，砂子1881g，石子3654g，水333ml，固含量为50％的丁苯胶乳222ml，搅拌均匀与直径为8mm的钢筋配制成钢筋聚合物混凝土。制备钢筋丁苯胶乳水泥混凝土试样。检测结果表明，经表面改性钢筋丁苯胶乳水泥混凝土试样的抗折、抗压强度比未经硅烷偶联剂处理钢筋的试样高15％以上。
Claims (3)
1、一种表面改性钢纤维和钢筋生产增强水泥砂浆和混凝土的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将0.5％-2.0％重量的硅烷偶联剂溶液涂覆或浸泡于钢纤维或钢筋表面，取出，晾干，得到表面改性钢纤维或钢筋；
(2)表面改性钢纤维或钢筋与水泥和水和砂或石混合，配制成水泥砂浆或混凝土。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中，混合时加入聚合物。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述聚合物是苯丙胶乳、丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液、聚氨脂胶乳、聚丙烯酸甲酯微乳液、硅丙乳液中的一种或一种以上，其用量占水泥砂浆或混凝土中水泥的5～20％重量。
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