CN105777011A - 一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法 - Google Patents

一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，先按照质量百分比备料，然后将纳米材料、减水剂和一半质量的水置于第一搅拌机中，高速搅拌得到悬浊液；再将水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌使混合物充分搅拌均匀；然后将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液；最后将所配置的悬浊液和混合液，加入混合物中，搅拌即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土，经济、环保，且实用价值高。

Description

一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及再生混凝土技术领域，具体涉及一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法。
背景技术
纳米材料作为最具有市场应用潜力的新型材料，其潜在价值毋庸置疑，纳米材料在混凝土中的应用，使混凝土尤其是再生混凝土的物理力学性能大大提高，有效地填补了再生混凝土中的孔隙，同时使再生混凝土的围观结构更加致密，提高再生混凝土的强度。掺入高分子聚合物乳液，使得再生混凝土骨料与纤维之间的粘结更加牢固，使得材料界面的微裂缝减少，有效的改善了传统混凝土抗拉强度低，延性差，使再生混凝土的各方面性能。目前传统混凝土抗疲劳性能差，使结构承载力不足，而且混凝土中掺入的纤维易形成团，不容易搅拌均匀，纳米材料的掺和量控制难的问题一直备受困扰。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，制备的再生混凝土具有高强高韧性抗疲劳的优点，纳米材料的掺和量控制容易，制备方法经济、环保，实用价值高。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比备料，水泥15％～20％、砂子25％～30％、粗骨料35％～45％、水10％～12％、纤维0.03％～0.05％、纳米材料0.1％～0.2％、减水剂0.05％～0.1％、聚合物乳液2％～3％、稀释剂0.5％～1％；
步骤二：将步骤一中纳米材料、减水剂和一半质量的水置于最大速度为24000rpm的第一搅拌机中，高速搅拌2～3分钟，得到悬浊液；
步骤三：将步骤一中水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌3～4分钟，使混合物充分搅拌均匀；
步骤四：将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液；
步骤五：将步骤二中所配置的悬浊液和步骤四的混合液，加入步骤三中的混合物中，搅拌3～5分钟，即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土。
所述的水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
所述的粗骨料为天然碎石和废旧混凝土任意比例的混合物，粗骨料最大粒径小于31.5mm。
所述的纤维为改性抗碱玻璃纤维。
所述的纳米材料为纳米SiO2、纳米CaCO3为1:1的混合物，粒径为15nm。
所述的聚合物乳液为苯丙乳液。
所述的减水剂为羧酸基高效减水剂，减水效率为20％～30％。
所述的稀释剂为苯乙烯稀释剂。
本发明的有益效果为：
一般情况下，纳米颗粒材料吸附和团聚的特点限制了纳米颗粒的应用，本发明将混合纳米和高效减水剂置于24000rpm的搅拌器中，搅拌可以使纳米颗粒在水中均匀分散，克服了纳米材料的不利特点，更有利于纳米材料在混凝土中的应用；混凝土中水泥水化会使混凝土呈碱性，对于一般的玻璃纤维材料会受腐蚀，该发明采用改性抗碱玻璃纤维克服了这个不足，同时先和砂子，水泥，粗骨料搅拌，充分解决了纤维材料聚团的不利特点，使纤维拌合均匀，更能发挥纤维材料的特性；聚合物乳液的使用，使得纳米材料和纤维材料与水泥石基体的连接更加紧密，减少界面裂缝的产生，增强混凝土的力学性能。
附图说明
图1为实施例2的高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的抗冲击折线图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明。
所有实施例采用的粗骨料部分来自天然石子，部分来自废弃的混凝土，经过破碎、除杂、清洗和筛分，其质量满足《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177-2010；采用的纳米材料的基本性能如下表：
表1纳米SiO2的技术指标
外观 粒径/nm 质量分数/％ 含水量/％ 堆积密度/g/L
白色 15 ≥99.2 ≤1.0 60
表2纳米CaCO3的技术指标
采用的改性抗碱玻璃纤维的技术指标如下：
表3改性抗碱玻璃纤维的性能
长度/nm 直径/um 强度/N/tex 密度/g/cm3
34 10 ≥0.30 2.9
实施例1
一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比备料，水泥15％、砂子30％、粗骨料42％、水10％、纤维0.05％、纳米材料0.1％、减水剂0.05％、聚合物乳液2％、稀释剂0.8％，其中水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，粗骨料全为天然碎石，粗骨料最大粒径小于31.5mm；纤维为改性抗碱玻璃纤维，纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3按照1:1的比例混合,粒径为15nm，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为羧酸基高效减水剂，稀释剂为苯乙烯稀释剂。
步骤二：将步骤一中纳米材料、减水剂和一半质量的水置于最大速度为24000rpm的第一搅拌机中，高速搅拌2分钟，得到悬浊液；
步骤三：将步骤一中水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌3分钟，使混合物充分搅拌均匀；
步骤四：将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液
步骤五：将步骤二中所配置的悬浊液和步骤四的混合液，加入步骤三中的混合物中，搅拌5分钟，即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土。
本实施例的有益效果为：本实施例制备的高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的抗压强度达到50Mpa-60Mpa，其劈裂抗拉强度达到5.5Mpa-6Mpa，其疲劳抗冲击次数达到280次。
实施例2
一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比备料，水泥18％、砂子28％、粗骨料40％、水11％、纤维0.03％、纳米材料0.1％、减水剂0.07％、聚合物乳液2％、稀释剂0.8％，其中水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，粗骨料为天然碎石与再生粗骨料按照质量比7:1混合物，粗骨料最大粒径小于31.5mm，纤维为改性抗碱玻璃纤维，纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3按照1:1的比例混合，粒径为15nm，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为羧酸基高效减水剂，稀释剂为苯乙烯稀释剂；
步骤二：将步骤一中纳米材料、减水剂和一半质量的水置于最大速度为24000rpm的第一搅拌机中，高速搅拌3分钟，得到悬浊液；
步骤三：将步骤一中水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌4分钟，使混合物充分搅拌均匀；
步骤四：将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液；
步骤五：将步骤二中所配置的悬浊液和步骤四的混合液，加入步骤三中的混合物中，搅拌4分钟，即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土。
本实施例的有益效果为：本实施例制备的高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的抗压强度达到了72Mpa较普通混凝土提高了30％-40％，劈裂强度达到7.6Mpa较普通混凝土提高了28％-36％，其疲劳抗冲击的次数较普通混凝土提高了40％-50％，其抗冲击折线图如图1所示。
实施例3
一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比备料，水泥20％、砂子26％、粗骨料38％、水12％、纤维0.05％、纳米材料0.2％、减水剂0.1％、聚合物乳液3％、稀释剂0.65％，其中水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，粗骨料为天然碎石与再生粗骨料3:1混合物，粗骨料最大粒径小于31.5mm，纤维为改性抗碱玻璃纤维，纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3按照1:1的比例混合，粒径为15nm，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为羧酸基高效减水剂，稀释剂为苯乙烯稀释剂；
步骤二：将步骤一中纳米材料、减水剂和一半质量的水置于最大速度为24000rpm的第一搅拌机中，高速搅拌3分钟，得到悬浊液；
步骤三：将步骤一中水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌3分钟，使混合物充分搅拌均匀；
步骤四：将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液；
步骤五：将步骤二中所配置的悬浊液和步骤四的混合液，加入步骤三中的混合物中，搅拌5分钟，即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土。
本实施例的有益效果为：本实施例制备的高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的抗压强度达到了76Mpa较普通混凝土提高了35％-40％，劈裂强度达到8.2Mpa较普通混凝土提高了30％-36％，其疲劳抗冲击的次数达到580次较普通混凝土提高了50％-60％。
实施例4
一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比备料，水泥19％、砂子30％、粗骨料35％、水12％、纤维0.04％、纳米材料0.2％、减水剂0.1％、聚合物乳液3％、稀释剂0.66％，其中水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，粗骨料为天然碎石与再生粗骨料1:1混合物，粗骨料最大粒径小于31.5mm，纤维为改性抗碱玻璃纤维，纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3按照1:1的比例混合，粒径为15nm，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为羧酸基高效减水剂，稀释剂为苯乙烯稀释剂；
步骤二：将步骤一中纳米材料、减水剂和一半质量的水置于最大速度为24000rpm的第一搅拌机中，高速搅拌3分钟，得到悬浊液；
步骤三：将步骤一中水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌4分钟，使混合物充分搅拌均匀；
步骤四：将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液；
步骤五：将步骤二中所配置的悬浊液和步骤四的混合液，加入步骤三中的混合物中，搅拌5分钟，即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土。
本实施例的有益效果为：本实施例制备的高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的抗压强度达到了80Mpa，劈裂强度达到8.3Mpa。其疲劳抗冲击的次数达到600次。

Claims (8)

1.一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比备料，水泥15％～20％、砂子25％～30％、粗骨料35％～45％、水10％～12％、纤维0.03％～0.05％、纳米材料0.1％～0.2％、减水剂0.05％～0.1％、聚合物乳液2％～3％、稀释剂0.5％～1％；
步骤二：将步骤一中纳米材料、减水剂和一半质量的水置于最大速度为24000rpm的第一搅拌机中，高速搅拌2～3分钟，得到悬浊液；
步骤三：将步骤一中水泥、砂子、粗骨料和纤维置于第二搅拌机中，搅拌3～4分钟，使混合物充分搅拌均匀；
步骤四：将另一半水、聚合物乳液及稀释剂混合，得到混合液；
步骤五：将步骤二中所配置的悬浊液和步骤四的混合液，加入步骤三中的混合物中，搅拌3～5分钟，即得高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的粗骨料为天然碎石和废旧混凝土任意比例的混合物，粗骨料最大粒径小于31.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的纤维为改性抗碱玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的纳米材料为纳米SiO2、纳米CaCO3为1:1的混合物，其粒径15nm。
6.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的聚合物乳液为苯丙乳液。
7.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的减水剂为羧酸基高效减水剂，减水效率为20％～30％。
8.根据权利要求1所述的一种高强高韧性抗疲劳改性纤维再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述的稀释剂为苯乙烯稀释剂。
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