CN110818316A - 一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法，包括：耐高温树脂体系(包括树脂、固化剂、促进剂)10.0％～18.0％、轻质多孔粗骨料40.0％～48.0％、砂15.0％～32.0％、粉煤灰4.0％～7.0％、耐热填料0.5％～3.0％、废胶颗粒0.0％～15.0％、废胶粉0.2％～2.0％和短切纤维0.1％～8.0％。本发明通过使用耐高温树脂和耐热填料，增加树脂混凝土抗高温的能力；通过掺加轻质骨料、废胶颗粒和废胶粉，可以减少树脂混凝土早期的自由收缩和约束条件下的收缩；延长树脂混凝土中树脂的固化时间，增大树脂混凝土应力松弛，大幅度降低约束条件下混凝土的收缩应变及杜绝树脂混凝土早期的非荷载裂缝，解决了树脂混凝土早期固化收缩大引起的体积不稳定问题，同时也提高了树脂混凝土的抗振动和吸能的特性。

Description

一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法

技术领域

本发明涉及一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法，具体地说是一种在严重腐蚀 环境中约束收缩可忽略、力学性能和耐久性能优异的耐高温树脂混凝土。

背景技术

在发电厂脱硫塔防腐层等高温、强腐蚀的恶劣环境当中，水泥混凝土的耐久性已不能满 足工程的需要。树脂混凝土在不直接暴露于紫外线的条件下，具有优异的抗腐蚀性和耐久性， 以及高的刚度、强度等力学性能，在恶劣环境下的工程中具有十分广泛的应用前景。但是树 脂混凝土具有固化收缩大的缺点，无法实现在实际工程中大体积、大面积的现场浇筑。由于 维修脱硫塔及大的化工池都将面临大面积的施工，无法使用预制的树脂混凝土制品。因此， 将混凝土的早期固化收缩量控制在合理范围内是树脂混凝土应用于这些工程的前提。同时， 如脱硫塔和一些高温的运行环境，都需要考虑树脂混凝土的耐高温性。因此，迫切需要一种 体积稳定性好、力学性能和耐久性能优异的耐高温树脂混凝土，应用于这些特殊工程的严酷 环境中。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法，以解决上述背 景技术中提到的树脂混凝土收缩大，无法实现在实际工程中大体积、大面积的现场浇筑的问 题。同时，解决树脂混凝土的耐高温性能差的问题，以及改善现有树脂混凝土抗振动能力和 吸能效果。促进该高温树脂混凝土在实际工程中的应用。

本发明的目的是这样实现的：一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，材料包括耐高温树脂 体系、轻质多孔粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒、废胶粉、短切纤维，且其重量 配比依次为：10.0％～18.0％、40.0％～48.0％、15.0％～32.0％、4.0％～7.0％、0.5％～3.0％、 0.0％～15.0％、0.2％～2.0％、0.1％～8.0％，耐高温树脂体系包括耐高温树脂、固化剂、促进剂。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.耐高温树脂的耐热变形温度＞140℃，耐高温树脂为耐热乙烯基树脂、酚醛环氧树脂 和呋喃树脂中的一种。

2.所述轻质多孔粗骨料为不同密度等级、不同材质的陶粒，不同密度等级的玄武岩轻质、 坚硬的大宗、经济的材料，其粒径＜30mm。

3.所述砂为河砂、机制砂或者淡化海砂中的一种或几种或陶砂，陶砂粒径范围为0.13mm～5.0mm。

4.所述粉煤灰为II级粉煤灰与I级粉煤灰。

5.所述耐热填料为高炉矿渣粉、烧结黏土砖粉、铝矾土、铸石粉中的一种或者几种。

6.所述废胶颗粒为0.16mm～2.36mm，且具有较好的级配，可以为工业生产的下脚料或者 使用过的橡胶制品的破碎物。

7.所述橡胶粉为工业生产的下脚料或者使用过的橡胶制品破碎、磨细后获得的，其细度 ＞50目。

8.所述短切纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯、合成纤维、钢纤维、碳纤维中的一 种或者几种。

9.一种零约束收缩耐高温树脂混凝土的制备方法，步骤如下：

S1：进行骨料的紧密堆积实验及理论计算，确定各种骨料的用量；

S2：将粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉放入干燥箱干燥，待冷却后， 将各种骨料和填料进行精确称重，然后混合搅拌均匀；

S3：将精确称量的树脂、促进剂和固化剂搅拌2～10分钟，混合均匀；

S4：将混合好的骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉以及短切纤维倒入搅 拌机中继续搅拌2～8分钟，搅拌均匀后，进行浇筑，即可制得零约束收缩高抗腐蚀的轻质树 脂混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对轻质粗骨料、砂和粉煤灰的最紧密堆积， 实现了单位体积混凝土中骨料体积最大化，减少了收缩量大的树脂用量；同时利用了大量的 工业废弃物(粉煤灰、废胶颗粒和废胶粉)；轻质骨料、废胶颗粒和废胶粉的掺入可以减小树 脂混凝土的收缩；且废胶颗粒和废胶粉延长树脂混凝土中树脂的固化时间，增大树脂混凝土 应力松弛，大幅度降低约束条件下混凝土的收缩应变及杜绝树脂混凝土的非荷载裂缝；耐高 温树脂及耐热填料(高炉矿渣粉、烧结黏土砖粉、铸石粉、铝矾土等)掺入，提高了树脂混 凝土的耐高温性。解决了树脂混凝土早期固化收缩大引起的体积不稳定问题和在如脱硫塔防 腐蚀层中的耐高温问题。同时也提高了树脂混凝土的抗振动和吸能的性能。且本发明用到的 材料易得。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，由下列重量份的成分组成：耐高温树脂体系(包括 树脂、固化剂、促进剂)10.0％～18.0％、轻质多孔粗骨料40.0％～48.0％、砂15.0％～32.0％、 粉煤灰4.0％～7.0％、耐热填料0.5％～3.0％、废胶颗粒0.0％～15.0％、废胶粉0.2％～2.0％和 短切纤维0.1％～8.0％。

所述树脂为耐高温树脂，耐热变形温度＞140℃。所述的耐高温树脂为耐热乙烯基树脂、 酚醛环氧树脂和呋喃树脂等耐高温树脂中的一种。

所述的零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征是：所述的轻质多孔粗骨料为不同密度等 级、不同材质的陶粒，不同密度等级的玄武岩等轻质、坚硬的大宗、经济的材料，其粒径＜ 30mm，且级配良好；

所述的零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征是：所述的砂为河砂、机制砂(母岩一般 为花岗岩、玄武岩)或者淡化海砂等其中的一种或几种，且级配良好；也可为陶砂，粒径范 围为0.13mm～5.0mm。

所述的零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征是：所述的粉煤灰为II级粉煤灰与I级粉 煤灰。

所述的零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征是：所述的耐热填料为：高炉矿渣粉、烧 结黏土砖粉、铝矾土、铸石粉等中的一种或者几种。

所述的零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征是：所述的废胶颗粒为0.16mm～2.36mm， 且具有较好的级配，其可以为工业生产的下脚料或者使用过的橡胶制品等的破碎物。

所述的零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征是：所述的橡胶粉可以为工业生产的下脚 料或者使用过的橡胶制品破碎、磨细后获得的，其细度＞50目。

所述的短切纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯、合成纤维、钢纤维、碳纤维等中的 一种或者几种。

一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法，包括如下步骤：

S1：进行骨料的紧密堆积实验及理论计算，确定各种骨料的用量；

S2：将粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉放入干燥箱干燥，待冷却后， 将粗骨料、砂及各种填料精确称重，然后搅拌混合均匀；

S3：将树脂、促进剂和固化剂搅拌2～10分钟，混合均匀；

S4：将混合好的骨料和填料以及短切纤维倒入搅拌机中继续搅拌2～8分钟，搅拌均匀后， 制得零约束收缩高抗腐蚀的轻质树脂混凝土。

下面结合具体数值给出本发明的实施例：

实施例1：

树脂体系13.0％、轻质多孔粗骨料43.3％、砂32.4％、粉煤灰5.8％、耐热填料2.0％、废 胶颗粒2.0％、废胶粉1.2％和短切纤维0.3％。

制备方法：将轻质多孔粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉放入干燥箱 干燥，待冷却后，将各种粗骨料和填料质量精确称重，混合搅拌均匀；然后将树脂、促进剂 和固化剂搅拌5分钟，混合均匀；将混合好的骨料和填料以及短切纤维倒入搅拌机中继续搅 拌5分钟，搅拌均匀后制得零约束收缩耐高温树脂混凝土。

实施例2：

树脂体系14.0％、轻质多孔粗骨料42.8％、砂27.9％、粉煤灰5.8％、耐热填料2.0％、废 胶颗粒6.0％、废胶粉1.2％和短切纤维0.3％。

制备方法：将轻质多孔粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉放入干燥箱 干燥，待冷却后，将各种粗骨料和填料质量精确称重，混合搅拌均匀；然后将树脂、促进剂 和固化剂搅拌5分钟，混合均匀；将混合好的骨料和填料以及短切纤维倒入搅拌机中继续搅 拌5分钟，搅拌均匀后制得零约束收缩耐高温树脂混凝土。

实施例3：

树脂体系15.0％、轻质多孔粗骨料42.3％、砂25.4％、粉煤灰5.5％、废胶颗粒10.0％、 废胶粉1.5％和短切纤维0.3％。

制备方法：将轻质多孔粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉放入干燥箱 干燥，待冷却后，将各种粗骨料和填料质量精确称重，混合搅拌均匀；然后将树脂、促进剂 和固化剂搅拌5分钟，混合均匀；将混合好的骨料和填料以及短切纤维倒入搅拌机中继续搅 拌5分钟，搅拌均匀后零约束收缩耐高温树脂混凝土。

将实施例1-3制备的混凝土在内环厚度为16mm钢环约束下进行实验，得到如下表所示 实验数据：

附表1实施实验结果

实施例	抗压强度	圆环约束收缩应变下降幅度
			1	52.2Mpa	100％
2	49.3Mpa	100％
			3	42.8Mpa	100％

本发明提供的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法所制成的混凝土，树脂混凝 土环在圆环约束开裂实验的整个过程中，钢环上监测的微应变很小，在24h时几乎监测不到 应变；树脂混凝土环上未发现任何裂缝，抗裂性能好，耐高温性能好，同时树脂混凝土整体 的抗震、振性能和吸能性高，便于推广和使用。

综上，本发明公开了一种零约束收缩耐高温树脂混凝土及制备方法，由下列重量份的成 分组成：耐高温树脂体系(包括树脂、固化剂、促进剂)10.0％～18.0％、轻质多孔粗骨料40.0％～ 48.0％、砂15.0％～32.0％、粉煤灰4.0％～7.0％、耐热填料0.5％～3.0％、废胶颗粒0.0％～15.0％、 废胶粉0.2％～2.0％和短切纤维0.1％～8.0％。本发明通过使用耐高温树脂和耐热填料，增加树 脂混凝土抗高温的能力；通过掺加轻质骨料、废胶颗粒和废胶粉，可以减少树脂混凝土早期 的自由收缩和约束条件下的收缩；延长树脂混凝土中树脂的固化时间，增大树脂混凝土应力 松弛，大幅度降低约束条件下混凝土的收缩应变及杜绝树脂混凝土早期的非荷载裂缝，解决 了树脂混凝土早期固化收缩大引起的体积不稳定问题，同时也提高了树脂混凝土的抗振动和 吸能的特性。

Claims (10)

1.一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：材料包括耐高温树脂体系、轻质多孔粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒、废胶粉、短切纤维，且其重量配比依次为：10.0％～18.0％、40.0％～48.0％、15.0％～32.0％、4.0％～7.0％、0.5％～3.0％、0.0％～15.0％、0.2％～2.0％、0.1％～8.0％，耐高温树脂体系包括耐高温树脂、固化剂、促进剂。

2.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：耐高温树脂的耐热变形温度＞140℃，耐高温树脂为耐热乙烯基树脂、酚醛环氧树脂和呋喃树脂中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述轻质多孔粗骨料为不同密度等级、不同材质的陶粒，不同密度等级的玄武岩轻质、坚硬的大宗、经济的材料，其粒径＜30mm。

4.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述砂为河砂、机制砂或者淡化海砂中的一种或几种或陶砂，陶砂粒径范围为0.13mm～5.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为II级粉煤灰与I级粉煤灰。

6.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述耐热填料为高炉矿渣粉、烧结黏土砖粉、铝矾土、铸石粉中的一种或者几种。

7.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述废胶颗粒为0.16mm～2.36mm，且具有较好的级配，可以为工业生产的下脚料或者使用过的橡胶制品的破碎物。

8.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述橡胶粉为工业生产的下脚料或者使用过的橡胶制品破碎、磨细后获得的，其细度＞50目。

9.根据权利要求1所述的一种零约束收缩耐高温树脂混凝土，其特征在于：所述短切纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯、合成纤维、钢纤维、碳纤维中的一种或者几种。

10.一种零约束收缩耐高温树脂混凝土的制备方法，其特征在于：步骤如下：

S1：进行骨料的紧密堆积实验及理论计算，确定各种骨料的用量；

S2：将粗骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉放入干燥箱干燥，待冷却后，将各种骨料和填料进行精确称重，然后混合搅拌均匀；

S3：将精确称量的树脂、促进剂和固化剂搅拌2～10分钟，混合均匀；

S4：将混合好的骨料、砂、粉煤灰、耐热填料、废胶颗粒和废胶粉以及短切纤维倒入搅拌机中继续搅拌2～8分钟，搅拌均匀后，进行浇筑，即可制得零约束收缩高抗腐蚀的轻质树脂混凝土。