CN109704608B - 一种提高纤维混凝土抗拉强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高纤维混凝土抗拉强度的方法，高抗拉强度纤维混凝土包括骨料、砂浆和高强度纤维，在砂浆内还掺入一定比例的高强度纤维和化学黏结胶，所述化学黏结胶在高强度纤维和砂浆之间形成纤维‑砂浆粘结界面；制备时首先将高强度纤维与化学黏结胶混合，使得化学黏结胶包裹在高强度纤维表面；按照常规方法制取混凝土；将包裹了化学黏结胶的高强度纤维加到上述制取的混凝土中混合均匀并浇注结构件；将上述浇注的结构件养护固化，即可得到高抗拉强度的混凝土构件。本发明施工简单，成本低廉，极大的提高了混凝土的抗拉强度。
Description
技术领域
本发明属于混凝土领域，涉及一种增强纤维混凝土抗拉强度的方法，特别涉及一种提高纤维混凝土抗拉强度的方法。
背景技术
纤维混凝土，是纤维和水泥基料（水泥石、砂浆）组成的复合材料的统称。实际工程常通过加入钢纤维的方法以克服水泥基料抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点。所以纤维混凝土较普通混凝土具有更高的抗拉强度、更大的延性及更强的韧性。钢纤维使混凝土增韧增强的原理是当裂缝产生后由于钢材的高模量和单根的高抗拉强度，阻止了裂缝的进一步开展。但是研究表明钢纤维在使用过程中破坏形态主要是被拔出，而不是被拉断。进一步研究，纤维与砂浆之间的界面具有较低的抗拉强度是产生拉拔破坏的主要原因。这说明钢纤维与砂浆的粘附性不足，对微观裂缝约束效果不够，这极大地影响了钢纤维提高混凝土抗拉强度的效果。
已有的专利申请表明，在砂浆中掺入环氧树脂可以提高砂浆强度，进而提高混凝土的抗拉强度。但是环氧树脂的价格高于钢纤维价格，因此通过在混凝土砂浆中掺大量的环氧树脂改善抗拉性能的方法显然成本过高。
发明内容
鉴于现有方法存在不足，本发明的目的在于提供一种增强纤维混凝土抗拉强度的方法，利用化学黏结胶提高纤维-砂浆界面黏结强度来提高纤维混凝土抗拉强度，以克服现有技术中的不足：1）纤维增强混凝土抗拉强度的效果不够；2）树脂混凝土的成本过高。
为了达到上述目的，解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种提高纤维混凝土抗拉强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将高强度纤维与化学黏结胶混合，使得化学黏结胶包裹在高强度纤维表面；
步骤2、按照常规方法制取混凝土；
步骤3、将包裹了化学黏结胶的高强度纤维加到上述制取的混凝土中混合均匀并浇注结构件；
步骤4、将上述浇注的结构件养护固化，即可得到高抗拉强度的混凝土构件。
进一步的，所述化学黏结胶包括环氧树脂与硬化剂。
进一步的，步骤1中，化学黏结胶分两步添加，先将所述环氧树脂直接与高强度纤维混合，然后将高强度纤维通过PVC薄膜包裹起来，之后再加入硬化剂，这样在浇注前硬化剂和环氧树脂被PVC薄膜相互隔离，在步骤3混合浇注过程中，PVC薄膜在搅拌振捣下破裂，硬化剂与环氧树脂反应，在高强度纤维表面生产纤维-砂浆粘结界面。
进一步的，所述环氧树脂为双酚型环氧树脂。
进一步的，所述硬化剂为多元脂肪胺、低分子聚酰胺、聚硫化物以及酰胺基胺中的任意一种或者几种。
进一步的，所述高强度纤维为低碳钢纤维，低碳钢纤维可以增强砂浆与纤维本体之间的结合力。
进一步的，所述环氧树脂与硬化剂比例为1:1，该比例可以使得纤维-砂浆粘结界面具有较好的强度。
一种高抗拉强度纤维混凝土，包括骨料和砂浆，其特征在于：在砂浆内还掺入一定比例的高强度纤维和化学黏结胶，所述化学黏结胶在高强度纤维和砂浆之间形成纤维-砂浆粘结界面。
进一步的，所述高强度纤维的比例为1%-5%。
进一步的，所述化学黏结胶包括环氧树脂与硬化剂。
本发明的有益效果：
本发明在纤维-砂浆界面使用化学黏结胶以提高纤维混凝土强度。其中化学黏结胶由包裹在纤维表面的两层化学物质反应得到。该化学黏结胶具有提高纤维混凝土纤维-砂浆界面黏结强度的功能，能进一步提高纤维混凝土的抗拉强度。
（1）相较于纤维混凝土，加强了纤维与砂浆界面黏结强度，提高纤维混凝土抗拉强度的效果更显著；
（2）相较于树脂混凝土，减少了树脂用量，降低了成本；
（3）本发明使用PVC薄膜包裹，技能防止提前反应又方便存储，实用性良好。
附图说明
图1是本发明高抗拉强度纤维混凝土结构示意图。
图2是本发明高抗拉强度纤维混凝土制备方法流程图。
1-环氧树脂，2-硬化剂，3-低碳钢纤维，4-PVC薄膜，5-砂浆，6-骨料，7-纤维-砂浆粘结界面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行举例说明。
如图1所示，一种高抗拉强度纤维混凝土，包括骨料6、砂浆5和低碳钢纤维3，在砂浆5内还掺入一定比例的低碳钢纤维3和化学黏结胶，所述化学黏结胶在低碳钢纤维3和砂浆5之间形成纤维-砂浆粘结界面7，本实施例中，环氧树脂1为双酚型环氧树脂1，硬化剂2为多元脂肪胺、低分子聚酰胺、聚硫化物以及酰胺基胺中的任意一种或者几种。
上述高抗拉强度纤维混凝土制备方法如图2所示，一种提高纤维混凝土抗拉强度的方法，包括以下步骤：
步骤1、将2%低碳钢纤维3（按照总重量比例计算，以下相同）与化学黏结胶（1%的环氧树脂1和1%的硬化剂2）混合，使得化学黏结胶包裹在低碳钢纤维3表面；
步骤2、按照常规方法制取混凝土，具体为取75%的骨料6和16%的水泥，加上5%的水搅拌混合，制成普通混凝土；
步骤3、将包裹了化学黏结胶的低碳钢纤维3加到上述制取的普通混凝土中，振捣搅拌混合均匀，并浇注结构件，硬化剂2与环氧树脂1反应，在低碳钢纤维3表面生产纤维-砂浆粘结界面7；
步骤4、将上述浇注的结构件养护28天固化，即可得到高抗拉强度的混凝土构件。
作为一种更优的实施例，所述化学黏结胶可以分两步与低碳钢纤维3混合，先将所述环氧树脂1直接与低碳钢纤维3混合，将环氧树脂1涂覆在低碳钢纤维3表面，然后将低碳钢纤维3通过PVC薄膜4包裹起来，之后再加入硬化剂2，这样早浇注前硬化剂2和环氧树脂1被PVC薄膜4相互隔离，在步骤3混合浇注过程中，PVC薄膜4在搅拌振捣下破裂，硬化剂2与环氧树脂1反应，在低碳钢纤维3表面生产纤维-砂浆粘结界面7，该方法可以防止硬化剂2和环氧树脂1过早的反应，形成的纤维-砂浆粘结界面7更牢固，混凝土的抗拉性能更好。
所述环氧树脂1与硬化剂2附着在低碳钢纤维3表面，由PVC薄膜4分隔防止提前反应。在混凝土制备过程中，PVC薄膜4破裂，环氧树脂1与硬化剂2接触反应生成化学黏结胶，化学黏结胶在低碳钢纤维3与砂浆5界面处起作用，增强了低碳钢纤维3与砂浆5之间界面的黏结强度。养护28d之后，得到的纤维混凝土抗拉强度显著提高。
需要指出的是本发明，环氧树脂1与硬化剂2最优质量比为1:1，但是不限于上述比例，可以根据提高强度的需要增减环氧树脂1与硬化剂2的比例，同时钢纤维和骨料6、水泥的比例也可以根据施工需要进行调节，不限于上述比例。
Claims (8)
1.一种提高纤维混凝土抗拉强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将高强度纤维与化学黏结胶混合，使得化学黏结胶包裹在高强度纤维表面；所述化学黏结胶包括环氧树脂与硬化剂；化学黏结胶分两步添加，先将所述环氧树脂直接与高强度纤维混合，然后将高强度纤维通过PVC薄膜包裹起来，之后再加入硬化剂，这样在浇注前硬化剂和环氧树脂被PVC薄膜相互隔离，在步骤3混合浇注过程中，PVC薄膜在搅拌振捣下破裂，硬化剂与环氧树脂反应，在高强度纤维表面生产纤维-砂浆粘结界面；
步骤2、按照常规方法制取混凝土；
步骤3、将包裹了化学黏结胶的高强度纤维加到上述制取的混凝土中混合均匀并浇注结构件；
步骤4、将上述浇注的结构件养护固化，即可得到高抗拉强度的混凝土构件。
2.如权利要求1所述的提高纤维混凝土抗拉强度的方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚型环氧树脂。
3.如权利要求1所述的提高纤维混凝土抗拉强度的方法，其特征在于：所述硬化剂为多元脂肪胺、低分子聚酰胺、聚硫化物以及酰胺基胺中的任意一种或者几种。
4.如权利要求1所述的提高纤维混凝土抗拉强度的方法，其特征在于：所述高强度纤维为低碳钢纤维。
5.如权利要求1所述的提高纤维混凝土抗拉强度的方法，其特征在于：所述环氧树脂与硬化剂的重量比例为1:1。
6.一种利用权利要求1所述方法制备的高抗拉强度纤维混凝土，包括骨料和砂浆，其特征在于：在砂浆内还掺入一定比例的高强度纤维和化学黏结胶，所述化学黏结胶在高强度纤维和砂浆之间形成纤维-砂浆粘结界面。
7.如权利要求6所述的高抗拉强度纤维混凝土，其特征在于：所述高强度纤维的比例为1%-5%。
8.如权利要求6所述的高抗拉强度纤维混凝土，其特征在于：所述化学黏结胶包括环氧树脂与硬化剂。
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