CN108395131A - 一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法。将硅烷偶联剂与纳米SiO2分散液超声分散后配成修复液，将酸洗后的镀铜钢纤维浸没于修复液中，得到吸附硅烷偶联剂及纳米SiO2的改性镀铜钢纤维，在表面喷涂硅橡胶并定型，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维。该方法通过钢纤维在掺入混凝土后初期发挥限制浆体硬化收缩的功能，显著增强了混凝土的韧性，抗开裂能力强，并且纳米级SiO2与水和Ca（OH)2接触后反应生成硅酸钙胶体，对混凝土中出现的微裂纹和撕裂的硅橡胶进行粘合，可达到修复混凝土微裂纹的效果，本发明制得的钢纤维将混凝土微裂纹的预防及修复两种功基于一身，显著改善混凝土的耐久性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及钢纤维的制备，特别是涉及一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法。
背景技术
混凝土是一种既古老又年轻的建筑材料，有着各组成材料来源广泛、经济、耐用等优点，承载了人类过去以及现在的文明硕果，未来也将更加不可或缺的继续充当人类文明的载体并持续发展进化。但是混凝土从被发明到运用至今却也一直存在着诸如易塑性收缩开裂、抗拉抗弯强度低、抗渗性能差等耐久性的不足。因此，不断探索改善混凝土性能的各种方法和途径成为建筑行业发展的重要内容。
针对混凝土上述不足，目前普遍的做法是掺入粒径小于水泥颗粒的具有活性的矿物掺合料以改善整体混凝土的级配、降低孔隙率，提高密实度达到增强混凝土耐久性能的效果；另一种方式是添加加强筋对混凝土进行加固、限制收缩开裂，如添加各种纤维及钢纤维，其中钢纤维混凝土的发展迅速，它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，在建筑工程领域得到广泛的应用。
中国发明专利申请号201510426985.9公开了一种纤维自应力自密实混凝土及其制备方法，包括如下步骤：（1)按照比例将减水剂或减水剂与增稠剂同时加入水中搅拌均匀；（2）按照比例将粗、细骨料投入搅拌桶中搅拌均匀；（3）按照比例将纤维加入已经搅拌均匀的粗、细骨料混合物中并搅拌使纤维分散均匀；（4）按照比例将水泥或水泥与矿物掺和料投入搅拌桶中搅拌均匀；（5）将步骤（1）得到的掺有外加剂的水加入步骤（4）得到的混合物中，搅拌均匀后即出料，制备得到纤维自应力自密实混凝土。该发明可以有效阻止核心混凝土内部微裂缝的扩展和宏观裂缝的发生，提高核心混凝土的抗拉强度、抗弯强度、韧性、抗冲击和抗疲劳能力，显著改善核心混凝土的脆性，提高构件的延性。
中国发明专利申请号201610236954.1公开了一种混杂纤维钢筋混凝土，即在混凝土中搭配使用受力钢筋、改性聚丙烯粗纤维和聚合物细纤维。改性聚丙烯粗纤维是通过有机改性剂、硅烷偶联剂和无机改性填料进行改性后，熔融拉伸制备而成。聚合物细纤维可阻止混凝土原有缺陷及微裂缝的扩展，改性聚丙烯粗纤维可有效的限制和延迟宏观裂缝的发生和开展。两种纤维同时使用可以在混凝土中产生比构造钢筋更好的抗冲击、抗裂和耐磨性能，从而取代构造钢筋，因此显著降低了生产钢筋时所产生的碳排放。此外，两种纤维和受力钢筋搭配使用，极大的提高了混凝土工程的质量、耐久性和使用寿命。
中国发明专利申请号201710103512.4公开了一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂及其制备方法，生物外加剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐0.5~3份，硫酸盐0.1~1.0份，氯盐0.01~1.5份，柠檬酸盐0.25~1.2份，蛋白胨0.5~3.2份，酵母提取物0.2~2份，蒸馏水1000~1050份，尿素0.1~10份，牛肉膏0.5~2份，琼脂10~20份，白炭黑10~15份，乳酸钙0.1-8份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种一支。该发明还提供了所述的生物外加剂的制备方法。该发明的生物外加剂对混凝土微裂缝具有良好的愈合性，从而提高了混凝土工程的耐久性，并且节约了建设成本。该发明尤其适用于对力学强度要求高的混凝土结构中，比如尤其适用于路桥等大型工程。
中国发明专利申请号201610586326.6公开了一种钢碳混合纤维混凝土材料及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，包括抗裂混凝土，所述抗裂混凝土材料还包括钢纤维、碳纤维和增强剂，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为：2％~4％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为：4％~8％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.3％~0.6％，此发明，将钢纤维和碳纤维混合，应用于混凝土中，再添加增强剂可以大大提升混凝土的抗压强度。
根据上述，现有方案中用于改善混凝土性能的技术方法存在收缩开裂的可能，并且对已经形成的微裂缝修复效果不理想，进而影响混凝土的耐久性能。
发明内容
针对目前应用较广的添加掺合料和钢纤维等增强混凝土的技术方法无法解决收缩开裂的问题，并且对已形成的微裂缝修复效果不理想，混凝土耐久性能差，本发明提出一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法，从而有效实现了混凝土微裂缝的有效修复，改善了混凝土的耐久性能。
本发明涉及的具体技术方案如下：
一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；
（2）将10~15重量份硅烷偶联剂与85~90重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维。
优选的，步骤（1）所述镀铜钢纤维的平均直径为200~500μm，直径分散系数为0.8~0.95，平均长度为30~40mm，长度分散系数为0.7~0.92。
优选的，步骤（1）所述酸洗使用的酸为硼酸、磷酸、碳酸、氢氟酸、酒石酸、亚硫酸或丙酮酸中的一种。
优选的，步骤（2）所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选的，步骤（2）所述纳米SiO2分散液中，粒子直径为20~100nm，质量浓度为12~18%。
优选的，步骤（3）所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶、腈硅橡胶、苯撑硅橡胶或苯醚撑硅橡胶中的一种。
优选的，步骤（3）所述橡胶保护外层的厚度为0.3~0.8mm。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维。
优选的，所述钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的可修复混凝土微裂缝的钢纤维。该钢纤维先后由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层所覆盖包覆而成：选用镀铜钢纤维先进行酸洗去渍，然后配制一定浓度的分散均一的含有硅烷偶联剂和纳米SiO2分散液组成的修复液，将清洗后的钢纤维完全浸没于该修复液中，10min后取出，进行保护外层硅橡胶的喷涂工序，待橡胶定型，完成所述钢纤维的制备。
本发明制得的钢纤维在掺入混凝土后初期发挥限制浆体硬化收缩的功能，待收缩应力足以撕裂硅橡胶保护外层后修复层发生作用，纳米级SiO2与水、Ca（OH）2接触后反应生成硅酸钙胶体，对出现的微裂纹和撕裂的硅橡胶进行粘合，达到修复混凝土微裂纹的效果，该钢纤维将混凝土微裂纹的预防及修复两种功能基于一身，有效改善混凝土的耐久性能。
将本发明制备的钢纤维用于拌制混凝土，与添加石墨烯改性钢纤维及添加未改性钢纤维的同样配合比的混凝土进行对比，在混凝土中的加入量为混凝土干重的3%。定性的对比在防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数。如表1所示。
表1：
本发明提供了一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、提出以纳米SiO2分散液制得的修复液制备可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的方法。
2、通过钢纤维在掺入混凝土后初期发挥限制浆体硬化收缩的功能，显著增强了混凝土的韧性，抗开裂能力强，耐久性能好。
3、通过纳米级SiO2与水和Ca（OH）2接触后反应生成硅酸钙胶体，对混凝土中出现的微裂纹和撕裂的硅橡胶进行粘合，可达到修复混凝土微裂纹的效果。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为300μm，直径分散系数为0.87，平均长度为35mm，长度分散系数为0.8；酸洗使用的酸为硼酸；
（2）将13重量份硅烷偶联剂与87重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；纳米SiO2分散液中，平均粒子直径为60nm，质量浓度为15%；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；硅橡胶为二甲基硅橡胶；橡胶保护外层的平均厚度为0.5mm；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维；钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将实施例1制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将实施例1制得的钢纤维掺入拌制的混凝土在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将实施例1制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的实施例1的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
实施例2
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为200μm，直径分散系数为0.8，平均长度为30mm，长度分散系数为0.7；酸洗使用的酸为磷酸；
（2）将105重量份硅烷偶联剂与90重量份可纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；纳米SiO2分散液中，平均粒子直径为20nm，质量浓度为12%；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；橡胶保护外层的平均厚度为0.3mm；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维；钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将实施例2制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将实施例2制得的钢纤维掺入拌制的混凝土在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将实施例2制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的实施例2的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
实施例3
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为500μm，直径分散系数为0.95，平均长度为40mm，长度分散系数为0.92；酸洗使用的酸为碳酸；
（2）将15重量份硅烷偶联剂与85重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；纳米SiO2分散液中，平均粒子直径为100nm，质量浓度为18%；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶；橡胶保护外层的平均厚度为0.8mm；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维；钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将实施例3制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将实施例3制得的钢纤维掺入拌制的混凝土在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将实施例3制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的实施例3的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
实施例4
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为250μm，直径分散系数为0.82，平均长度为32mm，长度分散系数为0.75；酸洗使用的酸为氢氟酸；
（2）将11重量份硅烷偶联剂与89重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；纳米SiO2分散液中，平均粒子直径为40nm，质量浓度为13%；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；硅橡胶为氟硅橡胶；橡胶保护外层的平均厚度为0.4mm；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维；钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将实施例4制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将实施例4制得的钢纤维掺入拌制的混凝土在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将实施例4制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的实施例4的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
实施例5
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为450μm，直径分散系数为0.92，平均长度为38mm，长度分散系数为0.9；酸洗使用的酸为酒石酸；
（2）将14重量份硅烷偶联剂与86重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；纳米SiO2分散液中，平均粒子直径为9nm，质量浓度为17%；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；硅橡胶为腈硅橡胶；橡胶保护外层的平均厚度为0.7mm；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维；钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将实施例5制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将实施例5制得的钢纤维掺入拌制的混凝土在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将实施例5制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的实施例5的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
实施例6
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为400μm，直径分散系数为0.9，平均长度为36mm，长度分散系数为0.8；酸洗使用的酸为丙酮酸；
（2）将12重量份硅烷偶联剂与88重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；纳米SiO2分散液中，平均粒子直径为70nm，质量浓度为16%；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；硅橡胶为苯醚撑硅橡胶；橡胶保护外层的平均厚度为0.5mm；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维；钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将实施例6制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将实施例6制得的钢纤维掺入拌制的混凝土在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将实施例6制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的实施例6的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
对比例1
制备过程为：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；镀铜钢纤维的平均直径为400μm，直径分散系数为0.9，平均长度为36mm，长度分散系数为0.8；酸洗使用的酸为丙酮酸；
（2）在清洗后的钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得建筑混凝土钢纤维；
钢纤维在混凝土中的加入量为混凝土干重质量的3%，然后进行测试。
测试方法：
将对比例1制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，分别在-5℃和-10℃下放置48h，观察混凝土表面裂缝情况，用以表征该混凝土的抗开裂性能；
将对比例1制得的钢纤维掺入拌制的混凝土中，在常温下利用混凝土压力试验机加压，直至产生微裂缝，停止加压，观察微裂缝修复情况，并统计可修复裂缝的宽度平均值，用以表征微裂缝修复能力；
将对比例1制得的钢纤维掺入拌制的混凝土制成边长为15cm的标准立方体试件，放入50℃的水中养护5d，然后放入质量浓度为60%的硫酸盐溶液中养护28d，测试抗折强度，计算浸泡在侵蚀液中的抗折强度与自来水中浸泡同样时间的抗折强度的比值K，即抗蚀系数，用以表征混凝土的抗侵蚀能力及耐久性。
通过上述方法测得的对比例1的钢纤维拌制的混凝土的防开裂效果、可修复微裂纹宽度及抗蚀系数如表2所示。
为了较明确的表示上述钢纤维在混凝土中的特性，测试所选用的混凝土统一为同一批次的C30混凝土。
表2：
Claims (8)
1.一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选用直径和长度均匀的镀铜钢纤维，酸洗除去锈渍及杂质；
（2）将10~15重量份硅烷偶联剂与85~90重量份纳米SiO2分散液混合，超声分散均匀，配成稳定的修复液；
（3）将清洗后的镀铜钢纤维完全浸没于步骤（2）所得的修复液中，10min后取出，制得改性镀铜钢纤维；
（4）在步骤（3）所得的改性镀铜钢纤维的表面喷涂硅橡胶，并使橡胶定型形成保护外层，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维。
2.根据权利要求1所述一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述镀铜钢纤维的平均直径为200~500μm，直径分散系数为0.8~0.95，平均长度为30~40mm，长度分散系数为0.7~0.92。
3.根据权利要求1所述一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述酸洗使用的酸为硼酸、磷酸、碳酸、氢氟酸、酒石酸、亚硫酸或丙酮酸中的一种。
4.根据权利要求1所述一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述纳米SiO2分散液中，粒子直径为20~100nm，质量浓度为12~18%。
6.根据权利要求1所述一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶、腈硅橡胶、苯撑硅橡胶或苯醚撑硅橡胶中的一种。
7.根据权利要求1所述一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述橡胶保护外层的厚度为0.3~0.8mm。
8.权利要求1~7任一项所述制备方法制备得到的一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维，其特征在于：所述钢纤维由微裂纹修复组分内层和硅橡胶保护外层组成。
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