CN106220096A - 一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土 - Google Patents

一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土 Download PDF

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CN106220096A CN201610596953.8A CN201610596953A CN106220096A CN 106220096 A CN106220096 A CN 106220096A CN 201610596953 A CN201610596953 A CN 201610596953A CN 106220096 A CN106220096 A CN 106220096A
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Abstract

本发明公开了一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥100‑120份、碎石60‑80份、中砂20‑30份、改性碳纤维12‑24份、杜拉纤维5‑15份、粉煤灰3‑6份、滑石粉2‑6份、氯化铁1‑4份、氯化镁3‑6份、氧化镁1‑5份、磷酸2‑6份、硅藻土1‑5份、硅粉3‑8份、PVA改性脲醛树脂4‑6份、正硅酸乙酯2‑5份、聚丙烯酸酯乳液3‑6份、苯丙乳液1‑5份、丁苯乳液2‑6份、减水剂3‑5份、分散剂1‑4份、扩散剂3‑6份、水20‑30份。本发明的混凝土具有优异的耐久和耐水性能。

Description

一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土。
背景技术
混凝土通常以水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它具有易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重机构的优点，是当代应用最广泛的建筑材料，对人类社会的发展起着十分重要的作用。
现有技术中的混凝土的耐久性和耐水性无法满足实际的需求，因此亟需设计一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土来解决现有技术中的问题。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，具有优异的耐久和耐水性能。
本发明提出的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥100-120份、碎石60-80份、中砂20-30份、改性碳纤维12-24份、杜拉纤维5-15份、粉煤灰3-6份、滑石粉2-6份、氯化铁1-4份、氯化镁3-6份、氧化镁1-5份、磷酸2-6份、硅藻土1-5份、硅粉3-8份、PVA改性脲醛树脂4-6份、正硅酸乙酯2-5份、聚丙烯酸酯乳液3-6份、苯丙乳液1-5份、丁苯乳液2-6份、减水剂3-5份、分散剂1-4份、扩散剂3-6份、水20-30份。
改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温后回流洗涤，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤，然后用去离子水洗涤，接着置于真空干燥箱中干燥，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a和浓硝酸混合均匀，然后放入恒温水浴锅中氧化，然后真空干燥，冷却至室温得到物料b；
S3、将物料b浸入质量分数为2-4％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温后保温，然后升温后真空干燥，冷却至室温得到物料c；
S4、将物料c浸渍于二氧化硅溶胶中，超声分散，震荡后得到改性碳纤维。
优选地，改性碳纤维的制备过程中，S2中，物料a和浓硝酸的重量比为4-8：1-3；S3中，物料b和质量分数为2-4％的硅烷偶联剂KH-560溶液的重量比为2-5：3-9；S4中，物料c和二氧化硅溶胶的重量比为1-3：4-8。
优选地，改性碳纤维的制备过程中，S1中，将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温至65-75℃，回流洗涤10-14h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤1-3次，然后用去离子水洗涤2-4次，接着置于90-110℃真空干燥箱中干燥2-4h，冷却至室温得到物料a。
优选地，改性碳纤维的制备过程中，S2中，将物料a和浓硝酸混合均匀，然后放入55-65℃恒温水浴锅中氧化1-3h，然后于90-110℃真空干燥1-3h，冷却至室温得到物料b。
优选地，改性碳纤维的制备过程中，S3中，将物料b浸入质量分数为2-4％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至70-80℃，保温2-4h，然后升温至90-110℃真空干燥2-4h，冷却至室温得到物料c。
优选地，改性碳纤维的制备过程中，S4中，将物料c浸渍于二氧化硅溶胶中，于75-85℃超声分散1-3h，震荡后得到改性碳纤维。
优选地，碎石的连续粒级为25.5-31.5mm
优选地，中砂的细度模数为2.9-3.2。
本发明的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料包括普硅42.5水泥、碎石、中砂、改性碳纤维、杜拉纤维、粉煤灰、滑石粉、氯化铁、氯化镁、氧化镁、磷酸、硅藻土、硅粉、PVA改性脲醛树脂、正硅酸乙酯、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、丁苯乳液、减水剂、分散剂、扩散剂和水，其中以普硅42.5水泥为凝胶剂，以碎石、中砂、粉煤灰、滑石粉、氯化铁、氯化镁、氧化镁、硅藻土和硅粉为集料，以改性碳纤维、杜拉纤维、磷酸、PVA改性脲醛树脂、正硅酸乙酯、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、丁苯乳液、减水剂、分散剂和扩散剂作为改性添加剂，经过制备得到的混凝土具有优异的耐久和耐水性能，其中添加的改性碳纤维经过浓硝酸进行表面粗糙处理后，经过硅烷偶联剂和二氧化硅溶胶的表面改性，通过改性后的碳纤维具有优异的耐久和耐水性能，与水泥基的贴合性能更好，得到的混凝土更加致密，有效提高了混凝土的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
具体实施方式中，普硅42.5水泥的重量份可以为100份、101份、102份、103份、104份、105份、106份、107份、108份、109份、110份、111份、112份、113份、114份、115份、116份、117份、118份、119份、120份；碎石的重量份可以为60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份、70份、71份、72份、73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份、80份；中砂的重量份可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份；改性碳纤维的重量份可以为12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份；杜拉纤维的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；粉煤灰的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；滑石粉的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；氯化铁的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；氯化镁的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氧化镁的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；磷酸的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；硅藻土的重量份可以为份1份、2份、3份、4份、5份；硅粉的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、7份、8份；PVA改性脲醛树脂的重量份可以为4份、4.1份、4.2份、4.3份、4.4份、4.5份、4.6份、4.7份、4.8份、4.9份、5.0份、5.1份、5.2份、5.3份、5.4份、5.5份、5.6份、5.7份、5.8份、5.9份、6份；正硅酸乙酯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚丙烯酸酯乳液的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；苯丙乳液的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；丁苯乳液的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；减水剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；分散剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；扩散剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；水的重量份可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份。
实施例1
本发明提出的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥110份、碎石70份、中砂25份、改性碳纤维18份、杜拉纤维10份、粉煤灰4.5份、滑石粉4份、氯化铁2.5份、氯化镁4.5份、氧化镁3份、磷酸4份、硅藻土3份、硅粉5.5份、PVA改性脲醛树脂5份、正硅酸乙酯3.5份、聚丙烯酸酯乳液4.5份、苯丙乳液3份、丁苯乳液4份、减水剂4份、分散剂2.5份、扩散剂4.5份、水25份。
其中，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温至70℃，回流洗涤12h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤2次，然后用去离子水洗涤3次，接着置于100℃真空干燥箱中干燥3h，冷却至室温得到物料a；
S2、按重量份将6份物料a和2份浓硝酸混合均匀，然后放入60℃恒温水浴锅中氧化2h，然后于100℃真空干燥2h，冷却至室温得到物料b；
S3、按重量份将3.5份物料b浸入6份质量分数为3％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至75℃，保温3h，然后升温至100℃真空干燥3h，冷却至室温得到物料c；
S4、按重量份将2份物料c浸渍于6份二氧化硅溶胶中，于80℃超声分散2h，震荡后得到改性碳纤维。
其中，碎石的连续粒级为28.5mm，中砂的细度模数为3.05。
实施例2
本发明提出的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥100份、碎石80份、中砂20份、改性碳纤维24份、杜拉纤维5份、粉煤灰6份、滑石粉2份、氯化铁4份、氯化镁3份、氧化镁5份、磷酸2份、硅藻土5份、硅粉3份、PVA改性脲醛树脂6份、正硅酸乙酯2份、聚丙烯酸酯乳液6份、苯丙乳液1份、丁苯乳液6份、减水剂3份、分散剂4份、扩散剂3份、水20份。
其中，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温至65℃，回流洗涤14h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤1次，然后用去离子水洗涤4次，接着置于90℃真空干燥箱中干燥4h，冷却至室温得到物料a；
S2、按重量份将4份物料a和3份浓硝酸混合均匀，然后放入55℃恒温水浴锅中氧化3h，然后于90℃真空干燥3h，冷却至室温得到物料b；
S3、按重量份将2份物料b浸入9份质量分数为2％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至80℃，保温2h，然后升温至110℃真空干燥2h，冷却至室温得到物料c；
S4、按重量份将1份物料c浸渍于8份二氧化硅溶胶中，于75℃超声分散3h，震荡后得到改性碳纤维。
其中，碎石的连续粒级为25.5mm，中砂的细度模数为3.2。
实施例3
本发明提出的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥120份、碎石60份、中砂30份、改性碳纤维12份、杜拉纤维15份、粉煤灰3份、滑石粉6份、氯化铁1份、氯化镁6份、氧化镁1份、磷酸6份、硅藻土1份、硅粉8份、PVA改性脲醛树脂4份、正硅酸乙酯5份、聚丙烯酸酯乳液3份、苯丙乳液5份、丁苯乳液2份、减水剂5份、分散剂1份、扩散剂6份、水30份。
其中，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温至75℃，回流洗涤10h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤3次，然后用去离子水洗涤2次，接着置于110℃真空干燥箱中干燥2h，冷却至室温得到物料a；
S2、按重量份将8份物料a和1份浓硝酸混合均匀，然后放入65℃恒温水浴锅中氧化1h，然后于110℃真空干燥1h，冷却至室温得到物料b；
S3、按重量份将5份物料b浸入3份质量分数为4％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至70℃，保温4h，然后升温至90℃真空干燥4h，冷却至室温得到物料c；
S4、按重量份将3份物料c浸渍于4份二氧化硅溶胶中，于85℃超声分散1h，震荡后得到改性碳纤维。
其中，碎石的连续粒级为31.5mm，中砂的细度模数为2.9。
实施例4
本发明提出的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥105份、碎石75份、中砂22份、改性碳纤维22份、杜拉纤维8份、粉煤灰5份、滑石粉3份、氯化铁3份、氯化镁4份、氧化镁4份、磷酸3份、硅藻土4份、硅粉4份、PVA改性脲醛树脂5.5份、正硅酸乙酯3份、聚丙烯酸酯乳液5份、苯丙乳液2份、丁苯乳液5份、减水剂3.5份、分散剂3份、扩散剂4份、水22份。
其中，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温至68℃，回流洗涤13h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤1次，然后用去离子水洗涤4次，接着置于95℃真空干燥箱中干燥3.5h，冷却至室温得到物料a；
S2、按重量份将5份物料a和2.5份浓硝酸混合均匀，然后放入58℃恒温水浴锅中氧化2.5h，然后于95℃真空干燥2.5h，冷却至室温得到物料b；
S3、按重量份将3份物料b浸入8份质量分数为2.5％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至78℃，保温2.5h，然后升温至105℃真空干燥2.5h，冷却至室温得到物料c；
S4、按重量份将1.5份物料c浸渍于7份二氧化硅溶胶中，于78℃超声分散2.5h，震荡后得到改性碳纤维。
其中，碎石的连续粒级为26.5mm，中砂的细度模数为3.1。
实施例5
本发明提出的一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥115份、碎石65份、中砂28份、改性碳纤维14份、杜拉纤维12份、粉煤灰4份、滑石粉5份、氯化铁2份、氯化镁5份、氧化镁2份、磷酸5份、硅藻土2份、硅粉7份、PVA改性脲醛树脂4.5份、正硅酸乙酯4份、聚丙烯酸酯乳液4份、苯丙乳液4份、丁苯乳液3份、减水剂4.5份、分散剂2份、扩散剂4份、水28份。
其中，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温至72℃，回流洗涤11h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤3次，然后用去离子水洗涤2次，接着置于105℃真空干燥箱中干燥2.5h，冷却至室温得到物料a；
S2、按重量份将7份物料a和1.5份浓硝酸混合均匀，然后放入62℃恒温水浴锅中氧化1.5h，然后于105℃真空干燥1.5h，冷却至室温得到物料b；
S3、按重量份将4份物料b浸入4份质量分数为3.5％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至72℃，保温3.5h，然后升温至95℃真空干燥3.5h，冷却至室温得到物料c；
S4、按重量份将2.5份物料c浸渍于5份二氧化硅溶胶中，于82℃超声分散1.5h，震荡后得到改性碳纤维。
其中，碎石的连续粒级为30.5mm，中砂的细度模数为3.0。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括：普硅42.5水泥100-120份、碎石60-80份、中砂20-30份、改性碳纤维12-24份、杜拉纤维5-15份、粉煤灰3-6份、滑石粉2-6份、氯化铁1-4份、氯化镁3-6份、氧化镁1-5份、磷酸2-6份、硅藻土1-5份、硅粉3-8份、PVA改性脲醛树脂4-6份、正硅酸乙酯2-5份、聚丙烯酸酯乳液3-6份、苯丙乳液1-5份、丁苯乳液2-6份、减水剂3-5份、分散剂1-4份、扩散剂3-6份、水20-30份。
2.根据权利要求1所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、将碳纤维和丙酮溶液混合后放入索氏提取瓶中，升温后回流洗涤，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤，然后用去离子水洗涤，接着置于真空干燥箱中干燥，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a和浓硝酸混合均匀，然后放入恒温水浴锅中氧化，然后真空干燥，冷却至室温得到物料b；
S3、将物料b浸入质量分数为2-4％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温后保温，然后升温后真空干燥，冷却至室温得到物料c；
S4、将物料c浸渍于二氧化硅溶胶中，超声分散，震荡后得到改性碳纤维。
3.根据权利要求1或2所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，改性碳纤维的制备过程中，S2中，物料a和浓硝酸的重量比为4-8：1-3；S3中，物料b和质量分数为2-4％的硅烷偶联剂KH-560溶液的重量比为2-5：3-9；S4中，物料c和二氧化硅溶胶的重量比为1-3：4-8。
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，改性碳纤维的制备过程中，S1中，将碳纤维和丙酮溶液混合后放入 索氏提取瓶中，升温至65-75℃，回流洗涤10-14h，滤去丙酮溶液，接着用乙醇洗涤1-3次，然后用去离子水洗涤2-4次，接着置于90-110℃真空干燥箱中干燥2-4h，冷却至室温得到物料a。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，改性碳纤维的制备过程中，S2中，将物料a和浓硝酸混合均匀，然后放入55-65℃恒温水浴锅中氧化1-3h，然后于90-110℃真空干燥1-3h，冷却至室温得到物料b。
6.根据权利要求1-5任一项所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，改性碳纤维的制备过程中，S3中，将物料b浸入质量分数为2-4％的硅烷偶联剂KH-560溶液，升温至70-80℃，保温2-4h，然后升温至90-110℃真空干燥2-4h，冷却至室温得到物料c。
7.根据权利要求1-6任一项所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，改性碳纤维的制备过程中，S4中，将物料c浸渍于二氧化硅溶胶中，于75-85℃超声分散1-3h，震荡后得到改性碳纤维。
8.根据权利要求1-7任一项所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，碎石的连续粒级为25.5-31.5mm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的具有优异耐久和耐水性能的混凝土，其特征在于，中砂的细度模数为2.9-3.2。
CN201610596953.8A 2016-07-26 2016-07-26 一种具有优异耐久和耐水性能的混凝土 Pending CN106220096A (zh)

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