CN105621965A - 一种韧性防开裂纤维混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种韧性防开裂纤维混凝土，包括以下重量组份的组分：碎石300-400份，砂130-200份，水泥70-120份，水适量，钢纤维22-38份，聚酰亚胺纤维20-30份，助剂10-15份，养护剂40-60份；其中养护剂由以下重量份数的组分组成：硅酸钠水溶液，聚合硫酸铝溶液，聚乙二醇，有机硅烷，羟丙基甲基纤维素和水。本发明制备的混凝土克服了现有技术中的存在的混凝土韧性不足及锁水性不足造成的易开裂缺陷，尤其可以改善低温下混凝土的的韧性。广泛应用于各地区的建筑领域中。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种韧性防开裂纤维混凝土。
背景技术
混凝土是当代最主要的建筑材料之一，其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种建筑工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。但是在一些高负荷建筑物的使用中，需要混凝土优异的强度，目前为了增加混凝土的强度，学者们一般是添加增强纤维进行，但是普通增强纤维的加入提高混凝土强度的同时容易造成混凝土的韧性不足，加之现有的混凝土锁水能力不足，从而随着时间的推移，混凝土容易发生开裂。
发明内容
本发明提供一种韧性防开裂纤维混凝土，解决了现有技术中存在的纤维增强混凝土韧性不足、锁水能力不足造成的易开裂的技术问题。
本发明的技术方案是，一种韧性防开裂纤维混凝土，包括以下重量组份的组分：碎石300-400份，砂130-200份，水泥70-120份，水适量，钢纤维22-38份，聚酰亚胺纤维20-30份，助剂10-15份，养护剂40-60份；其中养护剂由以下重量份数的组分组成：模数为1.8-2.2的硅酸钠水溶液30-50份，固含量为35％-50％的聚合硫酸铝溶液3-8份，聚乙二醇5-10份，有机硅烷4-8份，羟丙基甲基纤维素0.5-1份，水35-45份。
本发明的特点还在于，
助剂由重量份数的以下组份组成：减水剂3-8份、憎水剂4-10份、膨胀剂3-6份。
减水剂选自木质素磺酸钠或3-疏基丙酸中的一种，憎水剂选自有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂及胶粉基憎水剂中的一种，膨胀剂为铝粉。
有机硅烷为乙烯基三甲基硅烷。
本发明的有益效果是，选用可耐低温的聚酰亚胺纤维和钢纤维同时使用，提高了混凝土的韧性，尤其是低温下的韧性，防止了混凝土长时间应用后及低温下的开裂。表面养护剂的加入，使混凝土保水锁水性能优异，进一步提高了混凝土的韧性，降低了混凝土开裂的可能性，提高了混凝土的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明对进一步详细的说明。
本发明的一种韧性防开裂纤维混凝土，包括以下重量组份的组分：碎石300-400份，砂130-200份，水泥70-120份，水适量，钢纤维22-38份，聚酰亚胺纤维20-30份，助剂10-15份，养护剂40-60份；其中养护剂由以下重量份数的组分组成：模数为1.8-2.2的硅酸钠水溶液30-50份，固含量为35％-50％的聚合硫酸铝溶液3-8份，聚乙二醇5-10份，有机硅烷4-8份，羟丙基甲基纤维素0.5-1份，水35-45份。
其中，助剂为制备混凝土常用助剂，由重量份数的以下组份组成：减水剂3-8份、憎水剂4-10份、膨胀剂3-6份；其中减水剂选自木质素磺酸钠或3-疏基丙酸中的一种，憎水剂选自有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂及胶粉基憎水剂中的一种，膨胀剂为铝粉；有机硅烷为乙烯基三甲基硅烷。
本发明的韧性防开裂纤维混凝土的制备方法如下：
步骤1：按重量份数计，称取碎石300-400份，砂130-200份，水泥70-120份，水适量，钢纤维22-38份，聚酰亚胺纤维20-30份，助剂10-15份，加水搅拌均匀，制得浆料，浇筑到模具中，然后在15-25℃的潮湿环境中养护20-28天，既得混凝土；
步骤2：制备养护剂，将养护剂均匀喷涂到混凝土表面，详细步骤如下：
2.1按重量份数计，称取羟丙基甲基纤维素0.5-1份，在20-30℃下溶胀1-2h，然后在45-55℃下高速搅拌至羟丙基甲基纤维素溶解，得到羟丙基甲基纤维素溶液；称取聚乙二醇5-10份，加水配成聚乙二醇溶液，称取4-8份有机硅烷，加水配成有机硅烷溶液；
2.2.将聚乙二醇溶液加入到30-50份模数为1.8-2.2的硅酸钠水溶液中，混合均匀，然后加入上述羟丙基甲基纤维素溶液，有机硅烷溶液和固含量为35％-50％的聚合硫酸铝溶液3-8份、剩余的水在搅拌机中搅拌混合均匀，制得养护剂；
2.3将养护剂均匀的喷涂到混凝土表面，既得性能优异的韧性防开裂纤维混凝土。
不锈钢纤维具有高强高模的特点，可以增加混凝土的抗压强度；聚酰亚胺纤维是一种特种高性能纤维，抗张强度可以和玻璃纤维、碳纤维媲美，可在-200-300℃范围内长期使用，采用聚酰亚胺纤维增强混凝土，不仅可以提高混凝土的强度、耐热性能，还可以大大改善混凝土的耐冲击性能，尤其可以改善混凝土的低温下的韧性。因此，不锈钢纤维和聚酰亚胺纤维混合使用可以赋予混凝土优异的机械性能，尤其是低温下的韧性。
养护剂中的硅酸钠水溶液作为基体能够渗透进入混凝土的表层，激发和促进水化产物生成，封堵毛细孔，减少水分蒸发；聚乙二醇能较好的分散基体并起稳定作用，提高基体的抗老化能力，促进水玻璃膜向表层混凝土渗透，增强基体与混凝土的粘接力；聚合硫酸铝溶液能够促进表层混凝土水化反应，快速生成致密物质，填充水泥石结构，提高施工性能，同时具有一定的保水作用，使基体和增强剂充分渗透反应；有机硅烷能与混凝土水化产物及表层硅氧键结合，生成致密水膜层，进一步保护刚性膜层和阻止水分流失。
实施例1
按重量份数计，称取碎石300份，砂130份，水泥120份，钢纤维22份，聚酰亚胺纤维20份，由木质素磺酸钠3份、有机硅憎水剂4份、铝粉6份组成的助剂10份，加水搅拌均匀，制得浆料，浇筑到模具中，然后在15℃的潮湿环境中养护28天，既得混凝土；
然后，按重量份数计，称取羟丙基甲基纤维素0.5份，在20℃下溶胀2h，然后在55℃下高速搅拌至羟丙基甲基纤维素溶解，得到羟丙基甲基纤维素溶液；称取聚乙二醇5份，加水配成聚乙二醇溶液，称取乙烯基三甲基硅烷8份，加水配成乙烯基三甲基硅烷溶液；再将聚乙二醇溶液加入到30份模数为1.8的硅酸钠水溶液中，混合均匀，然后加入上述羟丙基甲基纤维素溶液，有机硅烷溶液和固含量为43％的聚合硫酸铝溶液5份、剩余的水在搅拌机中搅拌混合均匀，制得养护剂；将养护剂均匀的喷涂到混凝土表面，既得性能优异的韧性防开裂纤维混凝土。
实施例2
按重量份数计，称取碎石350份，砂150份，水泥70份，钢纤维30份，聚酰亚胺纤维25份，由3-疏基丙酸5份、胶粉基憎水剂7份、铝粉3份组成的助剂12份，加水搅拌均匀，制得浆料，浇筑到模具中，然后在20℃的潮湿环境中养护24天，既得混凝土；
然后，按重量份数计，称取羟丙基甲基纤维素0.8份，在25℃下溶胀1.5h，然后在45℃下高速搅拌至羟丙基甲基纤维素溶解，得到羟丙基甲基纤维素溶液；称取聚乙二醇10份，加水配成聚乙二醇溶液，称取乙烯基三甲基硅烷4份，加水配成乙烯基三甲基硅烷溶液；再将聚乙二醇溶液加入到40份模数为2的硅酸钠水溶液中，混合均匀，然后加入上述羟丙基甲基纤维素溶液，有机硅烷溶液和固含量为35％的聚合硫酸铝溶液3份、剩余的水在搅拌机中搅拌混合均匀，制得养护剂；将养护剂均匀的喷涂到混凝土表面，既得性能优异的韧性防开裂纤维混凝土。
实施例3
按重量份数计，称取碎石400份，砂200份，水泥100份，钢纤维38份，聚酰亚胺纤维30份，由木质素磺酸钠8份、硅烷基憎水剂10份、铝粉4.5份组成的助剂15份，加水搅拌均匀，制得浆料，浇筑到模具中，然后在25℃的潮湿环境中养护20天，既得混凝土；
然后，按重量份数计，称取羟丙基甲基纤维素1份，在30℃下溶胀1h，然后在50℃下高速搅拌至羟丙基甲基纤维素溶解，得到羟丙基甲基纤维素溶液；称取聚乙二醇8份，加水配成聚乙二醇溶液，称取乙烯基三甲基硅烷6份，加水配成乙烯基三甲基硅烷溶液；再将聚乙二醇溶液加入到50份模数为2.2的硅酸钠水溶液中，混合均匀，然后加入上述羟丙基甲基纤维素溶液，有机硅烷溶液和固含量为50％的聚合硫酸铝溶液8份、剩余的水在搅拌机中搅拌混合均匀，制得养护剂；将养护剂均匀的喷涂到混凝土表面，既得性能优异的韧性防开裂纤维混凝土。
上述实施例制备的韧性防开裂混凝土的保水养护龄期均大于15天。
Claims (4)
1.一种韧性防开裂纤维混凝土，其特征在于，包括以下重量组份的组分：碎石300-400份，砂130-200份，水泥70-120份，水适量，钢纤维22-38份，聚酰亚胺纤维20-30份，助剂10-15份，养护剂40-60份；其中养护剂由以下重量份数的组分组成：模数为1.8-2.2的硅酸钠水溶液30-50份，固含量为35％-50％的聚合硫酸铝溶液3-8份，聚乙二醇5-10份，有机硅烷4-8份，羟丙基甲基纤维素0.5-1份，水35-45份。
2.如权利要求1所述的一种韧性防开裂纤维混凝土，其特征在于，助剂由重量份数的以下组份组成：减水剂3-8份、憎水剂4-10份、膨胀剂3-6份。
3.如权利要求2所述的一种韧性防开裂纤维混凝土，其特征在于，减水剂选自木质素磺酸钠或3-疏基丙酸中的一种，憎水剂选自有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂及胶粉基憎水剂中的一种，膨胀剂为铝粉。
4.如权利要求1所述的一种韧性防开裂纤维混凝土，其特征在于，所述的有机硅烷为乙烯基三甲基硅烷。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113087456A (zh) * | 2019-12-23 | 2021-07-09 | 南通市建设混凝土有限公司 | 一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺 |
| CN114988744A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-02 | 济南大学 | 一种混凝土减缩增强剂及其应用 |
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2014
- 2014-10-29 CN CN201410593834.8A patent/CN105621965A/zh active Pending
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