CN112047669A - 一种c40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法及其表面喷涂无机涂层工艺 - Google Patents

一种c40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法及其表面喷涂无机涂层工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法及其表面喷涂无机涂层工艺，属于混凝土技术领域。将砂子、石子在各自原材料仓进行预均化；将预均化后的砂子、石子放在强制搅拌机内搅拌2min；在强制搅拌机内加入水泥、聚丙烯纤维、减水剂和水搅拌5min，后加入外加剂搅拌2min，凝固得到混凝土试件；将混凝土试件养护28天，喷涂涂层，得到C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土；所述水泥、聚丙烯纤维、砂子、石子、外加剂和水的重量份数比为400‑450：0.5‑1：750‑800：900‑1000：4‑5：150‑200。本发明的配方简单、抗冻耐久性好，适合用于高寒地区的多种工程项目。

Description

一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法及其表面喷涂 无机涂层工艺
技术领域
本发明涉及一种高寒地带使用的C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法及其表面喷涂无机涂层工艺。
背景技术
我国有大部分地区属于严寒地带，对于建筑物的抗冻性能也有较高的要求。常规的混凝土在高寒、极端温差条件下，混凝土内外收缩不一致导致混凝土内部应力增大，产生裂缝。
为了提高混凝土的抗冻性能，通常在混凝土中加入无机涂层和聚丙烯纤维，依靠于无机涂层和聚丙烯纤维的性能增强混凝土的粘结性能、抗裂性能和防水性能。但是在混凝土固化后期，在严寒地区由于内外温差较大，混凝土内部仍会产生细小裂缝，随着不断冻结和消融，内部的裂缝逐渐增大，影响整体混凝土构筑建筑的强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法及其表面喷涂无机涂层工艺，加入无机涂层和聚丙烯纤维，并通过外涂无机涂层，提高混凝土的防水、粘结和抗裂性能，从而提高混凝土的抗冻耐久性本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其为以下步骤：
1)将砂子、石子在各自原材料仓进行预均化；
2)将预均化后的砂子、石子放在强制搅拌机内搅拌2min；
3)在强制搅拌机内加入水泥、聚丙烯纤维、减水剂和水搅拌5min，后加入外加剂搅拌2min，凝固得到混凝土试件；
4)将混凝土试件养护28天，喷涂涂层，得到C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土；所述水泥、聚丙烯纤维、砂子、石子、外加剂和水的重量份数比为400-450：0.5-1：750-800：900-1000：4-5：150-200。
外加剂由重量比为1:1的XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂和聚羧酸减水剂组成。
涂层为XT-HPS高渗透增强密封剂。
石子使用粒径为5-25mm连续级配的石子。
砂子使用II区天然中砂。
混凝土试件在水中养护。
聚丙烯纤维直径为20-40μm、长度为10-15mm。
一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土表面喷涂无机涂层工艺，其为以下步骤：
1)从水中取出混凝土试块，将表面杂质清洗干净并自然晾干24小时；
2)使用装清水的气压式喷壶将混凝土表面湿润，表面没有明水，在整个混凝土表面喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，过5-10分钟，待表层晾干后，再喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，晾干即得。
外加剂包括重量比为1:1的XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂(渗透型)(以下简称XT-HPA渗透型)和聚羧酸减水剂；外涂涂层采用XT-HPS高渗透增强密封剂(复合型)(以下简称XT-HPS复合型)。
砂子和石子作为混凝土基本的搭接骨架，并且石子的量偏大，砂子填充在石子的间隙之间，与石子构成形成混凝土的基本搭接骨架。水泥、减水剂溶于水之后形成粘稠的浆体，浆体包裹在搭接骨架的外部增强搭接骨架之间的粘结作用，进而提高混凝土基本骨架的强度。XT-HPA渗透型加入到混凝土中，起到提高粘结性能的作用，并能防止混凝土收缩裂缝。纤维可以利用桥接作用，能够有效抑制混凝土裂缝的产生和发展，从而高效率改善混凝土的抗裂性能。
外加剂包括XT-HPA渗透型和聚羧酸减水剂。XT-HPA渗透型可以提高混凝土搭接骨架和浆料之间的粘结性能，而在混凝土中加入的聚羧酸减水剂可进一步减少水的用量，增加搭接骨架之间的粘结强度。
进一步地，外加剂包括重量比为1:1的XT-HPA渗透型和聚羧酸减水剂。
采用以上技术方案，使用装清水的气压式喷壶将混凝土表面湿润，注意表面不能有明水，在整个混凝土表面喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，过几分钟待表层晾干后，再喷一遍。XT-HPS环保型高渗透增强密封剂可以提高混凝土整体的粘结强度，在混凝土冻融的过程中，可阻挡裂缝扩张和水分侵入，防止混凝土离析分层。
采用以上技术方案，使用5-25mm连续级配的石子作为基本的搭接骨架，石子粒径大小不同，颗粒较小的石子填充在较大粒径的石子之间，整体构成不同搭接层次的混凝土骨架。II区天然中砂粒径较小，填充在石子的间隙之间，进一步增强搭接骨架的强度。聚丙烯纤维可以利用桥接作用，能够有效抑制混凝土裂缝的产生和发展，从而高效率改善混凝土的抗裂性能。
经过多次实验，使用该配比制得的混凝土其具有很好的抗压性能，并且经过多次冻融循环之后，强度损失较小。
对砂子和石子预均化处理之后，砂子和石子的表面互相摩擦形成新的切面，容易与浆料混合，并且粘附力较强。
制备混凝土时，预先将构筑混凝土骨架的砂子和石子搅拌均匀，再与水泥、聚丙烯纤维和减水剂搅拌混合，形成分散均匀的混凝土体系。之后，加入XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂搅拌，浆料和砂子、石子之间通过XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂溶液的粘结，包裹更加紧实。
XT-HPS环保型高渗透增强密封剂喷涂方法包括：
S1、从水中取出混凝土试块和试件将表面杂质清洗干净并自然晾干24小时；
S2、使用装清水的气压式喷壶将混凝土表面湿润，注意表面不能有明水，在整个混凝土表面喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，过几分钟待表层晾干后，再喷一遍。
采用以上技术方案，XT-HPS环保型高渗透增强密封剂均匀喷涂在混凝土表面，使混凝土表面形成一层无机防水层，粘结和防水效果更佳。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、使用连续级配的石子和砂子互相填充搭接成稳定的混凝土骨架，增加混凝土的抗压强度。
2、在混凝土中加入XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂，提高混凝土的基本搭接骨架与凝胶物质之间的粘结作用。
3、在混凝土中加入聚丙烯纤维能够有效抑制混凝土裂缝的产生和发展，从而改善混凝土的抗裂性能。
4、在混凝土表面喷涂XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，使混凝土表面形成一层无机防水层，提高混凝土的粘结和防水性能。
5、减水剂使用聚羧酸减水剂，进一步提高混凝土中搭接骨架与凝胶物质的粘结强度。
附图说明
图1为无机涂层抗冻混凝土的制备工艺流程图。
具体实施方式
一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其包括以下步骤：
1)将砂子、石子在各自原材料仓进行预均化；
2)将砂子、石子放在强制搅拌机内搅拌2min；
3)在强制搅拌机内加入水泥、聚丙烯纤维、减水剂和水搅拌5min，后加入XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂搅拌2min；
4)将混凝土试件和试块在水中养护28天，喷涂XT-HPS高渗透增强密封剂；所述水泥、聚丙烯纤维、砂子、石子、外加剂和水的重量份数比为440：0.8：785：999：4.4：176。
外加剂包括重量比为1:1的XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂(渗透型)(以下简称XT-HPA渗透型)和聚羧酸减水剂。
外涂涂层采用XT-HPS高渗透增强密封剂(复合型)(以下简称XT-HPS复合型)。
石子使用粒径为5-25mm连续级配的石子。
砂子使用II区天然中砂。
纤维使用直径30μm、长度12mm的聚丙烯纤维。
一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土表面喷涂无机涂层工艺，其包括以下步骤：
1)从水中取出混凝土试块和试件将表面杂质清洗干净并自然晾干24小时；
2)使用装清水的气压式喷壶将混凝土表面湿润，注意表面不能有明水，在整个混凝土表面喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，过几分钟待表层晾干后，再喷一遍。
实施例1
以下结合图1对本发明作进一步详细说明。
本发明涉及的原料均为市售，具体的规格和厂家如表1所示。
表1各实施例所用原料的规格和厂家
Figure BDA0002593386850000061
一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，包括如下步骤：
步骤一：785kg砂子、999kg石子导入各自原材料仓进行预均化；
步骤二：将785kg砂子、999kg石子放在强制搅拌机内搅拌2min；
步骤三：在强制搅拌机内加入440kg水泥、0.8kg聚丙烯纤维、2.2kg减水剂搅拌5min，后加入2.2kgXT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂搅拌2min；
步骤四：将混凝土试件和试块在水中养护28天，喷涂XT-HPS环保型高渗透增强密封剂。
XT-HPS环保型高渗透增强密封剂喷涂方法包括：
S1、从水中取出混凝土试块和试件将表面杂质清洗干净并自然晾干24小时；
S2、使用装清水的气压式喷壶将混凝土表面湿润，注意表面不能有明水，在整个混凝土表面喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，过几分钟待表层晾干后，再喷一遍。
其中，外加剂包括重量比为1：1的XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂和聚羧酸减水剂。
由以上配比制得的C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土冻融循环试验按照《普通混凝土长期耐久性能与耐久性能试验方法》(GBJ82-85)中的快速冻融试验规定进行，并测试其动弹性模量和质量；抗压强度按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。
C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土的抗冻性能测试为：将水中饱和状态养护28d的混凝土试块和试件放入橡胶桶，放在快速冻融循环机内进行冻融循环试验，水面比混凝土试件和试块高2cm，冻融过程中均处于饱水状态，每冻融循环50次进行抗压强度、动弹性模量和质量测试。分别得到300次耐冻系数、相对动弹性模量和质量损失，三类测试数据具体如表2所示。
表2为无机涂层抗冻混凝土的三类测试数据
Figure BDA0002593386850000071
由以上数据可知，使用以上配比制得的混凝土初始抗压强度、动弹性模量和质量分别为67.87MPa、47.81GPa和10.0921kg，该混凝土可承受足够的强度。经过300次循环冻融之后，耐冻系数、相对动弹性模量和质量损失率分别为76.19％、66.66％和1.00％，其中相对动弹性模量高于60％，质量损失率远低于5％，达到了《普通混凝土长期耐久性能与耐久性能试验方法》(GBJ82-85)的国家标准，同时由于无机涂层和聚丙烯纤维的内掺及XT-HPS环保型高渗透增强密封剂的表面喷涂使混凝土质量损失率极低，且抗压强度远高于C40混凝土标准，且在冻融循环300次后混凝土表面不产生裂缝且强度下降较小，具有很好的抗冻性能。
外加剂使用重量比为1:1的XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂和聚羧酸减水剂，减少混凝土中水的用量，同时增加了浆料的粘稠度。砂子和石子构筑形成的搭接骨架和浆料之间在XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂和聚羧酸减水剂的作用下粘结更加牢固，进而提高混凝土的抗冻性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于，为以下步骤：
1)将砂子、石子在各自原材料仓进行预均化；
2)将预均化后的砂子、石子放在强制搅拌机内搅拌2min；
3)在强制搅拌机内加入水泥、聚丙烯纤维、减水剂和水搅拌5min，后加入外加剂搅拌2min，凝固得到混凝土试件；
4)将混凝土试件养护28天，喷涂涂层，得到C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土；所述水泥、聚丙烯纤维、砂子、石子、外加剂和水的重量份数比为400-450：0.5-1：750-800：900-1000：4-5：150-200。
2.根据权利要求1所述的一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于：外加剂由重量比为1:1的XT-HPA环保型高渗透无机结晶防水剂和聚羧酸减水剂组成。
3.根据权利要求1所述的一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于：涂层为XT-HPS高渗透增强密封剂。
4.根据权利要求1所述的一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于：石子使用粒径为5-25mm连续级配的石子。
5.根据权利要求1所述的一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于：砂子使用II区天然中砂。
6.根据权利要求1所述的一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于：混凝土试件在水中养护。
7.根据权利要求1所述的一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土制备方法，其特征在于：聚丙烯纤维直径为20-40μm、长度为10-15mm。
8.一种C40内掺聚丙烯纤维抗冻混凝土表面喷涂无机涂层工艺，其特征在于，为以下步骤：
1)从水中取出混凝土试块，将表面杂质清洗干净并自然晾干24小时；
2)使用装清水的气压式喷壶将混凝土表面湿润，表面没有明水，在整个混凝土表面喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，过5-10分钟，待表层晾干后，再喷一遍XT-HPS环保型高渗透增强密封剂，晾干即得。
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