CN108002784A - 一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性聚丙烯纤维‑钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于，将废旧轮胎机械粉碎、过筛得废旧橡胶粉；醇溶液中加入硅烷偶联剂，水解后，将其均匀喷洒在橡胶粉表面，充分混合；微波下处理后，用氢氧化钠溶液浸泡，然后在烘箱中干燥，即得改性橡胶粉；将聚乙烯醇与蒸馏水混合，水浴加热溶化，加入聚丙烯纤维，超声分散均匀，浸泡处理，烘干得表面处理聚丙烯纤维；将胶凝材料粉煤灰经机械磨细后，与硅酸盐水泥、钢纤维、萘系高效减水剂混合加入搅拌机中，投入前面所得物料，再加入砂和自来水，搅拌分散均匀，得浆料；将浆料倒入模具中，用抹刀刮平；成型后静置再脱模，标准养护，在通风干燥处晾干，得到高强混凝土。

Description

一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土及其制备 方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法。
背景技术
高强混凝土作为混凝土材料一个重要的发展方向，因其具有强度高、弹性
模量大、变形小等优点而得到越来越广泛的应用，但其一个比较突出的缺点是它在高温下容易产生爆裂，这会导致混凝土的脱落、钢筋的外露、结构构件的承载力下降，甚至会出现结构倒塌的严重后果。近年来国内外对改善高强混凝土高温爆裂性能进行了一定的研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，依照该工艺制备的混凝土强度高、性能好。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 废旧橡胶粉表面改性处理：
将10-15重量份废旧轮胎机械粉碎、过60-80目筛，得废旧橡胶粉；
向乙醇中加入蒸馏水，配成醇含量为90-95%的溶液，加入乙酸调节pH为4-6，搅拌下加入0.5-1重量份硅烷偶联剂，水解5-10min，将其均匀喷洒在橡胶粉表面，充分混合；在500-700W微波下处理5-10min，用氢氧化钠溶液浸泡，升温至50-60℃搅拌20-30min；然后在80-90℃烘箱中干燥4-6h，得改性橡胶粉；
b. 聚丙烯纤维改性工艺：
将4-8重量份聚乙烯醇1:10-15与蒸馏水混合，水浴加热溶化，加入6-9重量份聚丙烯纤维，超声分散均匀，浸泡处理1-2h，捞出置于50-60℃恒温箱中烘干，得表面处理聚丙烯纤维；
c. 将10-15重量份胶凝材料粉煤灰经机械磨细后，与15-20重量份硅酸盐水
泥、3-6重量份钢纤维、1-2重量份萘系高效减水剂混合加入搅拌机中，投入a、b中所得物料，再以2:4-6加入10-15重量份砂和自来水，搅拌分散均匀，得浆料；
将浆料倒入模具中，填满模具后用抹刀刮平；成型后静置再脱模，标准养护，在通风干燥处晾干，得到高强混凝土。
其中，步骤a中所述硅烷偶联剂为Si69，氢氧化钠溶液浓度为40-50%。步骤b中所述水浴加热温度为60-80℃。步骤c中所述静置时间为20-30min。
本发明的反应机理及有益效果如下：
在混凝土中加入聚丙烯纤维，能够提高混凝土的延性和韧性，增强混凝土的抗裂能力；用聚乙烯醇对聚丙烯纤维的表面进行涂覆改性，两者之间有较好的亲合性，改进了纤维与水泥基体的粘结性。
先用硅烷偶联剂对废旧橡胶粉进行处理，增多其表面的羟基数目，增强其极性，提高复合材料的力学性能；再用微波改性橡胶粉，增强了橡胶粉表面的活性，微波改性后可与混凝土形成紧密的结合，微波使橡胶粉表面出现羟基基团；最后对橡胶粉采用氢氧化钠溶液浸泡处理，通过碱处理可以促进混凝土与橡胶粉更好的结合。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例
一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 废旧橡胶粉表面改性处理：
将15kg废旧轮胎机械粉碎、过60目筛，得废旧橡胶粉；
向乙醇中加入蒸馏水，配成醇含量为90%的溶液，加入乙酸调节pH为4-5，搅拌下加入1kg硅烷偶联剂，水解10min，将其均匀喷洒在橡胶粉表面，充分混合；在600-700W微波下处理10min，用氢氧化钠溶液浸泡，升温至50-60℃搅拌30min；然后在80-90℃烘箱中干燥4h，即得改性橡胶粉；
b. 聚丙烯纤维改性工艺：
将8kg聚乙烯醇1:10与蒸馏水混合，水浴加热溶化，加入6kg聚丙烯纤维，超声分散均匀，浸泡处理1h，捞出置于50-60℃恒温箱中烘干，得表面处理聚丙烯纤维；
c. 将10kg胶凝材料粉煤灰经机械磨细后，与20kg硅酸盐水泥、3kg钢纤维、
1kg萘系高效减水剂混合加入搅拌机中，投入a、b中所得物料，再以2:5加入10kg砂和自来水，搅拌分散均匀，得浆料；
将浆料倒入模具中，填满模具后用抹刀刮平；成型后静置再脱模，标准养护，在通风干燥处晾干，得到高强混凝土。
其中，步骤a中所述硅烷偶联剂为Si69，氢氧化钠溶液浓度为45%。步骤b中所述水浴加热温度为70-80℃。步骤c中所述静置时间为25min。

Claims (5)

1.一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土，其特征在于：
将废旧轮胎机械粉碎、过筛得废旧橡胶粉；醇溶液中加入硅烷偶联剂，水解
后，将其均匀喷洒在橡胶粉表面，充分混合；微波下处理后，用氢氧化钠溶液浸泡，然后在烘箱中干燥，即得改性橡胶粉；将聚乙烯醇与蒸馏水混合，水浴加热溶化，加入聚丙烯纤维，超声分散均匀，浸泡处理，烘干得表面处理聚丙烯纤维；将胶凝材料粉煤灰经机械磨细后，与硅酸盐水泥、钢纤维、萘系高效减水剂混合加入搅拌机中，投入前面所得物料，再加入砂和自来水，搅拌分散均匀，得浆料； 将浆料倒入模具中，用抹刀刮平；成型后静置再脱模，标准养护，在通风干燥处晾干，得到高强混凝土。
2.一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于：
a. 废旧橡胶粉表面改性处理：
将10-15重量份废旧轮胎机械粉碎、过60-80目筛，得废旧橡胶粉；
向乙醇中加入蒸馏水，配成醇含量为90-95%的溶液，加入乙酸调节pH为4-6，搅拌下加入0.5-1重量份硅烷偶联剂，水解5-10min，将其均匀喷洒在橡胶粉表面，充分混合；在500-700W微波下处理5-10min，用氢氧化钠溶液浸泡，升温至50-60℃搅拌20-30min；然后在80-90℃烘箱中干燥4-6h，得改性橡胶粉；
b. 聚丙烯纤维改性工艺：
将4-8重量份聚乙烯醇1:10-15与蒸馏水混合，水浴加热溶化，加入6-9重量份聚丙烯纤维，超声分散均匀，浸泡处理1-2h，捞出置于50-60℃恒温箱中烘干，得表面处理聚丙烯纤维；
c. 将10-15重量份胶凝材料粉煤灰经机械磨细后，与15-20重量份硅酸盐水
泥、3-6重量份钢纤维、1-2重量份萘系高效减水剂混合加入搅拌机中，投入a、b中所得物料，再以2:4-6加入10-15重量份砂和自来水，搅拌分散均匀，得浆料；
将浆料倒入模具中，填满模具后用抹刀刮平；成型后静置再脱模，标准养护，在通风干燥处晾干，得到高强混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于，步骤a中所述硅烷偶联剂为Si69，氢氧化钠溶液浓度为40-50%。
4.根据权利要求2所述的一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于，步骤b中所述水浴加热温度为60-80℃。
5.根据权利要求2所述的一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土的制备方法，其特征在于，步骤c中所述静置时间为20-30min。
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