发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种低收缩、高强度混凝土及其制备方法,同时保证了高强度和低收缩性。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种低收缩、高强度混凝土的制备方法,以重量份计,具体步骤如下:
(1)先将1份水泥、1.5~2份河砂和0.2~0.3份石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.3~0.5份蛭石粉和0.4~0.6份矿粉加入0.8~1份水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入0.1~0.2份纤维凝胶复合材料、1.8~2.2份轻集料和0.008~0.01份外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种低收缩、高强度混凝土;
其中,所述纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:2~3:0.2~0.4混合而得。
优选的,所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2~3mm,石油焦粉的粒径为0.5~1mm,蛭石粉的粒径为1~2mm。
优选的,所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:3~4:8~10:35~45:15~18复合后粉碎而成,前者粉碎至0.22~0.88mm,后者粉碎至5~8mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.5~1.8。
进一步优选的,复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.1~0.2倍的水,造粒,100~110℃干燥2~3小时,然后升温至800~1000℃焙烧20~30分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍10~15小时,过滤,60~80℃干燥10~12小时即可。
更进一步优选的,多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的50~60倍。
优选的,活化的具体方法是:浸泡20~30分钟,700~900W微波处理3~5分钟,趁热超声波振荡1~2分钟,然后接着300~500W微波处理1~2分钟即可。
优选的,养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护20~22天。
本发明的常温按照国内通常工程温度,定义为20℃;常压是指101.325kPa。
优选的,以重量份计,所述纤维凝胶复合材料的制备方法如下:
(A)先将1份葡萄糖酸δ-内酯溶于5~8份二甲基亚砜中,再加入0.4~0.5份烯丙基胺,45~55℃反应2~3小时,真空脱除二甲基亚砜,加入6~9份蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入5.5~6.5份丙烯酰胺、0.006~0.008份交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至60~70℃,接着加入0.12~0.15份引发剂,保温搅拌2~3小时,继续加入0.2~0.3份聚醚砜-聚酰胺纤维和0.05~0.08份聚丙烯腈纤维,保温搅拌2~3小时,得到水凝胶,后处理,即得。
进一步优选的,所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
进一步优选的,步骤(B)中,所述聚醚砜-聚酰胺纤维是通过以下方法制备得到的:先将聚醚砜树脂与聚酰胺树脂按照质量比1:0.2~0.3加热熔融混合得到混合料,接着纺丝制成纤维,即得。
更进一步优选的,加热熔融混合的工艺条件为:将聚醚砜树脂和聚酰胺树脂混合加热至400~420℃,呈熔融态,超声波振荡50~80分钟即可。
更进一步优选的,纺丝的具体方法是:将混合料经循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经过滤器、连接管进入喷丝头,喷丝头上规律分布有12000~20000个孔眼,孔径为0.03~0.06mm,经喷丝板孔眼压出形成原液细流,压力为5~10MPa,最后凝固浴得到纤维。
更进一步优选的,所述原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的凝固剂向原液细流渗透,使得原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出得到纤维;所述凝固浴为凝固剂质量含量5~10%的水浴,凝固剂选自CaCl2·2H2O、CaSO4·2H2O、MgCl2·H2O中的任一种。
进一步优选的,步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用3~5倍重量的无水乙醇浸泡3~4小时,然后50~60℃真空干燥6~8小时,粉碎至1mm以下即可。
本发明另一发明目的在于提供利用上述制备方法得到的一种低收缩、高强度混凝土。
本发明的有益效果在于:
本发明先将水泥、河砂和石油焦粉混合均匀,得到混合干料;然后将蛭石粉和矿粉加入水中,活化,球磨得到预混料;接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入纤维凝胶复合材料、轻集料和外加剂,搅拌均匀得到浆料;最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种低收缩、高强度混凝土,同时保证了产品的高强度和低收缩性。具体分析如下:
1、在制备浆料时,将原料分成三部分,第一部分是水泥、河砂和石油焦粉,它们直接混合即可制成混合干料;第二部分是蛭石粉和矿粉,它们先加入水中进行了活化处理,在活化处理过程中,蛭石粉、矿粉会大量吸水,形成富含水的预混料,使得预混料的流动性明显变好,有利于与其他物料的均匀混合,而且,吸收的这部分水分在后续养护过程中可以为水化作用提供支持,明显改善混凝土的收缩问题,保证混凝土的强度;第三部分为纤维凝胶复合材料、轻集料和外加剂,它们在混合干料、预混料混合搅拌后加入,降低了分散难度,有利于在体系中的均匀分散,有利于混凝土强度的提高和抗收缩性的改善。
2、纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构。凝胶负载纤维的结构具有两方面的重要意义:
第一,整体凝胶状态具有一定的弹性,且具有多孔结构,可以吸收水分等,弥补混凝土自身收缩,从而提高混凝土的抗收缩性;
第二,凝胶中负载了纤维,包括聚醚砜-聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维,这些纤维本身就有较高的强度,聚醚砜中的砜基、聚酰胺中的氨基、聚丙烯腈中的氰基之间,还会通过氢键作用进一步网络化,伴随着复杂网状结构的形成,大大提高了产品强度;同时,纤维也起到了支撑作用,抑制收缩,从而改善混凝土的抗收缩性。
3、外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照特定质量比混合制成,特别是引入了少量月桂醇聚氧乙烯醚,其润湿、乳化作用对外加剂在体系中的均匀分散起到促进作用,故本发明的外加剂用量较低,大大改善了产品的抗收缩性。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1:
一种低收缩、高强度混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、1.5kg河砂和0.3kg石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.3kg蛭石粉和0.6kg矿粉加入0.8kg水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入0.2kg纤维凝胶复合材料、1.8kg轻集料和0.01kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种低收缩、高强度混凝土;
其中,所述纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:2:0.4混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2mm,石油焦粉的粒径为1mm,蛭石粉的粒径为1mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:4:8:45:15复合后粉碎而成,前者粉碎至0.88mm,后者粉碎至5mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.8。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.1倍的水,造粒,110℃干燥2小时,然后升温至1000℃焙烧20分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍15小时,过滤,60℃干燥12小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的50倍。
活化的具体方法是:浸泡30分钟,700W微波处理5分钟,趁热超声波振荡1分钟,然后接着500W微波处理1分钟即可。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护22天。
所述纤维凝胶复合材料的制备方法如下:
(A)先将1kg葡萄糖酸δ-内酯溶于5kg二甲基亚砜中,再加入0.5kg烯丙基胺,45℃反应3小时,真空脱除二甲基亚砜,加入6kg蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入6.5kg丙烯酰胺、0.006kg交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至70℃,接着加入0.12kg引发剂,保温搅拌3小时,继续加入0.2kg聚醚砜-聚酰胺纤维和0.08kg聚丙烯腈纤维,保温搅拌2小时,得到水凝胶,后处理,即得。
所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
步骤(B)中,所述聚醚砜-聚酰胺纤维是通过以下方法制备得到的:先将聚醚砜树脂与聚酰胺树脂按照质量比1:0.3加热熔融混合得到混合料,接着纺丝制成纤维,即得。
加热熔融混合的工艺条件为:将聚醚砜树脂和聚酰胺树脂混合加热至400℃,呈熔融态,超声波振荡80分钟即可。
纺丝的具体方法是:将混合料经循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经过滤器、连接管进入喷丝头,喷丝头上规律分布有12000个孔眼,孔径为0.06mm,经喷丝板孔眼压出形成原液细流,压力为5MPa,最后凝固浴得到纤维。
所述原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的凝固剂向原液细流渗透,使得原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出得到纤维;所述凝固浴为凝固剂质量含量10%的水浴,凝固剂为CaCl2·2H2O。
步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用3倍重量的无水乙醇浸泡4小时,然后50℃真空干燥8小时,粉碎至1mm以下即可。
实施例2:
一种低收缩、高强度混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、2kg河砂和0.2kg石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.5kg蛭石粉和0.4kg矿粉加入1kg水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入0.1kg纤维凝胶复合材料、2.2kg轻集料和0.008kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种低收缩、高强度混凝土;
其中,所述纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:3:0.2混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为3mm,石油焦粉的粒径为0.5mm,蛭石粉的粒径为2mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:3:10:35:18复合后粉碎而成,前者粉碎至0.22mm,后者粉碎至8mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.5。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.2倍的水,造粒,100℃干燥3小时,然后升温至800℃焙烧30分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍10小时,过滤,80℃干燥10小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的60倍。
活化的具体方法是:浸泡20分钟,900W微波处理3分钟,趁热超声波振荡2分钟,然后接着300W微波处理2分钟即可。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护20天。
所述纤维凝胶复合材料的制备方法如下:
(A)先将1kg葡萄糖酸δ-内酯溶于8kg二甲基亚砜中,再加入0.4kg烯丙基胺,55℃反应2小时,真空脱除二甲基亚砜,加入9kg蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入5.5kg丙烯酰胺、0.008kg交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至60℃,接着加入0.15kg引发剂,保温搅拌2小时,继续加入0.3kg聚醚砜-聚酰胺纤维和0.05kg聚丙烯腈纤维,保温搅拌3小时,得到水凝胶,后处理,即得。
所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
步骤(B)中,所述聚醚砜-聚酰胺纤维是通过以下方法制备得到的:先将聚醚砜树脂与聚酰胺树脂按照质量比1:0.2加热熔融混合得到混合料,接着纺丝制成纤维,即得。
加热熔融混合的工艺条件为:将聚醚砜树脂和聚酰胺树脂混合加热至420℃,呈熔融态,超声波振荡50分钟即可。
纺丝的具体方法是:将混合料经循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经过滤器、连接管进入喷丝头,喷丝头上规律分布有20000个孔眼,孔径为0.03mm,经喷丝板孔眼压出形成原液细流,压力为10MPa,最后凝固浴得到纤维。
所述原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的凝固剂向原液细流渗透,使得原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出得到纤维;所述凝固浴为凝固剂质量含量5%的水浴,凝固剂为CaSO4·2H2O。
步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用5倍重量的无水乙醇浸泡3小时,然后60℃真空干燥6小时,粉碎至1mm以下即可。
实施例3:
一种低收缩、高强度混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、1.8kg河砂和0.25kg石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.4kg蛭石粉和0.5kg矿粉加入0.9kg水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入0.15kg纤维凝胶复合材料、2kg轻集料和0.009kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种低收缩、高强度混凝土;
其中,所述纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:2.5:0.3混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2.5mm,石油焦粉的粒径为0.8mm,蛭石粉的粒径为1.5mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:3.5:9:40:16复合后粉碎而成,前者粉碎至0.55mm,后者粉碎至6mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.7。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.15倍的水,造粒,105℃干燥2.5小时,然后升温至900℃焙烧25分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍12小时,过滤,70℃干燥11小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的55倍。
活化的具体方法是:浸泡25分钟,800W微波处理4分钟,趁热超声波振荡1.5分钟,然后接着450W微波处理1.5分钟即可。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护21天。
所述纤维凝胶复合材料的制备方法如下:
(A)先将1kg葡萄糖酸δ-内酯溶于6kg二甲基亚砜中,再加入0.45kg烯丙基胺,50℃反应2.5小时,真空脱除二甲基亚砜,加入7kg蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入6kg丙烯酰胺、0.007kg交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至65℃,接着加入0.13kg引发剂,保温搅拌2.5小时,继续加入0.25kg聚醚砜-聚酰胺纤维和0.06kg聚丙烯腈纤维,保温搅拌2.5小时,得到水凝胶,后处理,即得。
所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
步骤(B)中,所述聚醚砜-聚酰胺纤维是通过以下方法制备得到的:先将聚醚砜树脂与聚酰胺树脂按照质量比1:0.25加热熔融混合得到混合料,接着纺丝制成纤维,即得。
加热熔融混合的工艺条件为:将聚醚砜树脂和聚酰胺树脂混合加热至410℃,呈熔融态,超声波振荡60分钟即可。
纺丝的具体方法是:将混合料经循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经过滤器、连接管进入喷丝头,喷丝头上规律分布有15000个孔眼,孔径为0.05mm,经喷丝板孔眼压出形成原液细流,压力为8MPa,最后凝固浴得到纤维。
所述原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的凝固剂向原液细流渗透,使得原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出得到纤维;所述凝固浴为凝固剂质量含量8%的水浴,凝固剂为MgCl2·H2O。
步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用4倍重量的无水乙醇浸泡3.5小时,然后55℃真空干燥7小时,粉碎至1mm以下即可。
对比例1
一种混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、1.5kg河砂、0.3kg石油焦粉、0.3kg蛭石粉和0.6kg矿粉混合均匀,得到混合干料;
(2)接着将混合干料倒入0.8kg水中,再加入0.2kg纤维凝胶复合材料、1.8kg轻集料和0.01kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(3)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种混凝土;
其中,所述纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:2:0.4混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2mm,石油焦粉的粒径为1mm,蛭石粉的粒径为1mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:4:8:45:15复合后粉碎而成,前者粉碎至0.88mm,后者粉碎至5mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.8。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.1倍的水,造粒,110℃干燥2小时,然后升温至1000℃焙烧20分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍15小时,过滤,60℃干燥12小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的50倍。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护22天。
所述纤维凝胶复合材料的制备方法如下:
(A)先将1kg葡萄糖酸δ-内酯溶于5kg二甲基亚砜中,再加入0.5kg烯丙基胺,45℃反应3小时,真空脱除二甲基亚砜,加入6kg蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入6.5kg丙烯酰胺、0.006kg交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至70℃,接着加入0.12kg引发剂,保温搅拌3小时,继续加入0.2kg聚醚砜-聚酰胺纤维和0.08kg聚丙烯腈纤维,保温搅拌2小时,得到水凝胶,后处理,即得。
所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
步骤(B)中,所述聚醚砜-聚酰胺纤维是通过以下方法制备得到的:先将聚醚砜树脂与聚酰胺树脂按照质量比1:0.3加热熔融混合得到混合料,接着纺丝制成纤维,即得。
加热熔融混合的工艺条件为:将聚醚砜树脂和聚酰胺树脂混合加热至400℃,呈熔融态,超声波振荡80分钟即可。
纺丝的具体方法是:将混合料经循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经过滤器、连接管进入喷丝头,喷丝头上规律分布有12000个孔眼,孔径为0.06mm,经喷丝板孔眼压出形成原液细流,压力为5MPa,最后凝固浴得到纤维。
所述原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的凝固剂向原液细流渗透,使得原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出得到纤维;所述凝固浴为凝固剂质量含量10%的水浴,凝固剂为CaCl2·2H2O。
步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用3倍重量的无水乙醇浸泡4小时,然后50℃真空干燥8小时,粉碎至1mm以下即可。
对比例2
一种混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、1.5kg河砂和0.3kg石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.3kg蛭石粉和0.6kg矿粉加入0.8kg水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入1.8kg轻集料和0.01kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种混凝土;
其中,所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:2:0.4混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2mm,石油焦粉的粒径为1mm,蛭石粉的粒径为1mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:4:8:45:15复合后粉碎而成,前者粉碎至0.88mm,后者粉碎至5mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.8。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.1倍的水,造粒,110℃干燥2小时,然后升温至1000℃焙烧20分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍15小时,过滤,60℃干燥12小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的50倍。
活化的具体方法是:浸泡30分钟,700W微波处理5分钟,趁热超声波振荡1分钟,然后接着500W微波处理1分钟即可。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护22天。
对比例3
一种混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、1.5kg河砂和0.3kg石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.3kg蛭石粉和0.6kg矿粉加入0.8kg水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入0.2kg凝胶、1.8kg轻集料和0.01kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种混凝土;
其中,所述凝胶是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺与月桂醇聚氧乙烯醚按照质量比1:2:0.4混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2mm,石油焦粉的粒径为1mm,蛭石粉的粒径为1mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:4:8:45:15复合后粉碎而成,前者粉碎至0.88mm,后者粉碎至5mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.8。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.1倍的水,造粒,110℃干燥2小时,然后升温至1000℃焙烧20分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍15小时,过滤,60℃干燥12小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的50倍。
活化的具体方法是:浸泡30分钟,700W微波处理5分钟,趁热超声波振荡1分钟,然后接着500W微波处理1分钟即可。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护22天。
所述凝胶的制备方法如下:
(A)先将1kg葡萄糖酸δ-内酯溶于5kg二甲基亚砜中,再加入0.5kg烯丙基胺,45℃反应3小时,真空脱除二甲基亚砜,加入6kg蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入6.5kg丙烯酰胺、0.006kg交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至70℃,接着加入0.12kg引发剂,保温搅拌5小时,得到水凝胶,后处理,即得。
所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用3倍重量的无水乙醇浸泡4小时,然后50℃真空干燥8小时,粉碎至1mm以下即可。
对比例4
一种混凝土的制备方法,具体步骤如下:
(1)先将1kg水泥、1.5kg河砂和0.3kg石油焦粉混合均匀,得到混合干料;
(2)然后将0.3kg蛭石粉和0.6kg矿粉加入0.8kg水中,活化,球磨得到预混料;
(3)接着将混合干料倒入预混料中,搅拌混匀,再加入0.2kg纤维凝胶复合材料、1.8kg轻集料和0.01kg外加剂,搅拌均匀得到浆料;
(4)最后将浆料注入模具振捣成型,养护,即得一种混凝土;
其中,所述纤维凝胶复合材料是以葡萄糖酸δ-内酯、烯丙基胺和丙烯酰胺为原料经聚合反应制备得到,并且,在聚合反应过程中加入聚醚砜-聚酰胺纤维和聚丙烯腈纤维,以形成凝胶负载纤维的结构;
所述外加剂是由木质素磺酸钙、三乙醇胺按照质量比1:2混合而得。
所述水泥为标号P.052.5的普通硅酸盐水泥,河砂的粒径为2mm,石油焦粉的粒径为1mm,蛭石粉的粒径为1mm。
所述轻集料包括细轻集料和粗轻集料两部分,均是由蛭石、碱渣、脱硫石膏、高岭土和铝渣按照质量比1:4:8:45:15复合后粉碎而成,前者粉碎至0.88mm,后者粉碎至5mm;细轻集料与粗轻集料的质量比为1:1.8。
复合的具体方法是:将碱渣、铝渣粉碎后与蛭石、高岭土混合均匀,加入它们总重量0.1倍的水,造粒,110℃干燥2小时,然后升温至1000℃焙烧20分钟,冷却至室温,倒入多苯基多亚甲基多异氰酸酯中,浸渍15小时,过滤,60℃干燥12小时即可。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯的用量为碱渣重量的50倍。
活化的具体方法是:浸泡30分钟,700W微波处理5分钟,趁热超声波振荡1分钟,然后接着500W微波处理1分钟即可。
养护条件为:常温常压和相对湿度95%RH条件下养护22天。
所述纤维凝胶复合材料的制备方法如下:
(A)先将1kg葡萄糖酸δ-内酯溶于5kg二甲基亚砜中,再加入0.5kg烯丙基胺,45℃反应3小时,真空脱除二甲基亚砜,加入6kg蒸馏水,超声波振荡均匀;
(B)然后加入6.5kg丙烯酰胺、0.006kg交联剂,搅拌分散均匀,氮气气氛下加热至70℃,接着加入0.12kg引发剂,保温搅拌3小时,继续加入0.2kg聚醚砜-聚酰胺纤维和0.08kg聚丙烯腈纤维,保温搅拌2小时,得到水凝胶,后处理,即得。
所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,所述引发剂为过硫酸铵。
步骤(B)中,所述聚醚砜-聚酰胺纤维是通过以下方法制备得到的:先将聚醚砜树脂与聚酰胺树脂按照质量比1:0.3加热熔融混合得到混合料,接着纺丝制成纤维,即得。
加热熔融混合的工艺条件为:将聚醚砜树脂和聚酰胺树脂混合加热至400℃,呈熔融态,超声波振荡80分钟即可。
纺丝的具体方法是:将混合料经循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经过滤器、连接管进入喷丝头,喷丝头上规律分布有12000个孔眼,孔径为0.06mm,经喷丝板孔眼压出形成原液细流,压力为5MPa,最后凝固浴得到纤维。
所述原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的凝固剂向原液细流渗透,使得原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出得到纤维;所述凝固浴为凝固剂质量含量10%的水浴,凝固剂为CaCl2·2H2O。
步骤(B)中,后处理的具体方法为:先将水凝胶利用3倍重量的无水乙醇浸泡4小时,然后50℃真空干燥8小时,粉碎至1mm以下即可。
试验例
对实施例1~3和对比例1~4所得混凝土进行性能检测,结果见表1。
其中,28d抗压强度、60d抗压强度、60d劈裂抗拉强度的检测参考GB/T 50081-2002;
28d自由收缩率的检测参考GB/T 50082-2009。
表1.混凝土性能检测
由表1可知,实施例1~3所得混凝土具有较高的抗压强度和劈裂抗拉强度,自由收缩率低,是一种高强度、低收缩的混凝土产品。
对比例1将水泥、河砂、石油焦粉、蛭石粉和矿粉直接混合制成混合干料,混合均匀性较差,影响了混凝土强度,抗收缩性也有所影响;对比例2略去纤维凝胶复合材料,混凝土的强度和抗收缩性均明显变差;对比例3用凝胶替换纤维凝胶复合材料,缺少纤维的加强和支撑作用,混凝土的强度和抗收缩性均明显变差;对比例4的外加剂中略去月桂醇聚氧乙烯醚,混凝土的强度明显变差。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。