CN113087456A - 一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，所述混凝土包括如下份数的组成：水1‑3份；砂石1‑3份；硅酸盐水泥1‑3份；特种纤维防裂液0.5‑1.5份；钢纤维0.4‑1份；聚酰亚胺纤维0.3‑1份；表面养护剂0.3‑1份；聚二甲基硅氧烷0.3‑1.2份；增强剂0.5‑1.5份。以粉煤灰为碳源与聚丙烯纤维热解，使得聚丙烯纤维被粉煤灰内的三维网孔结构所包覆，配合上由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成的水化热抑制型膨胀剂，组成相应的的特种纤维防裂液，能够降低混凝土水化热过程中的温升变化，提高了混凝土的温度收缩应力，减少了混凝土因温度变化而出现的裂缝，从而提高了混凝土的防裂性。

Description

一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺。
背景技术
混凝土是当代最主要的建筑材料之一，其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。
混凝土在制备时，多是用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，在与水按一定比例配合，经搅拌而得，现有的混凝土仍存在一些不足之处，其一，现有的混凝土在水化热的过程中，内部体积收缩，使得混凝土结构容易发生开裂；其二，现有的混凝土韧性较差，在混凝土内部拉应力超过混凝土的额定的抗拉强度时，混凝土结构容易发生变形；其三，现有的混凝土虽具有较好的结构强度，但是在进行一些高负荷的施工需求时，现有的混凝土抗压强度较差，混凝土在长期超负荷承压时容易发生损坏。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的上述问题，而提出的一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，所述混凝土包括如下份数的组成：水1-3份；砂石1-3份；硅酸盐水泥1-3份；特种纤维防裂液0.5-1.5份；钢纤维0.4-1份；聚酰亚胺纤维0.3-1份；表面养护剂0.3-1份；聚二甲基硅氧烷0.3-1.2份；增强剂0.5-1.5份。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述混凝土包括如下份数的组成：水2份；砂石2份；硅酸盐水泥2份；特种纤维防裂液1份；钢纤维0.5份；聚酰亚胺纤维0.5份；表面养护剂0.5份；聚二甲基硅氧烷0.5份；增强剂1份。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述特种纤维防裂液由粉煤灰、聚丙烯纤维与水化热抑制型膨胀剂组成，且所述水化热抑制型膨胀剂由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述增强剂由增强纤维与纳米聚合物组成。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述混凝土制备工艺包括以下步骤：
步骤一：将水化热抑制型膨胀熟料与石膏混合，共同粉磨得到水化热抑制型膨胀剂，将粉煤灰与水以2:1的质量比混合后再加入聚丙烯纤维，接着在85℃恒温油浴加热15分钟，在京混合液经过凝胶、冰冻与真空干燥后，加入乙酸镍进行炭化，收集炭化物质，再将碳化后的物质与水化热抑制型膨胀剂混合，得到特种纤维防裂液，备用；
步骤二：将聚二甲基硅氧烷放置进搅拌皿中，在将增强纤维与纳米聚合物按照1:1的质量比进行添加，充分搅拌后，在经过烘干得到增强剂，备用；
步骤三：将相应质量份数的水、砂石、表面养护剂、钢纤维、聚酰亚胺纤维与硅酸盐水泥放置进搅拌罐内进行搅拌，得到混凝土基料；
步骤四：将步骤一的特种纤维防裂液与步骤二的增强剂按照一定质量份数投放进混凝土基料中，在经过多次搅拌，即可得到防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤一中乙酸镍的质量份数与粉煤灰相同。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，以粉煤灰为碳源与聚丙烯纤维热解，使得聚丙烯纤维被粉煤灰内的三维网孔结构所包覆，配合上由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成的水化热抑制型膨胀剂，组成特种纤维防裂液，能够降低混凝土水化热温升，提高了混凝土的温度收缩应力，减少了混凝土因温度变化而出现的裂缝，从而提高了混凝土的防裂性。
2、本发明中，在混凝土基料中添加钢纤维与聚酰亚胺纤维，配合添加有表面养护剂，通过钢纤维与聚酰亚胺纤维较好的材料性能，配合上表面氧化剂优异的缩水性能，使得混凝土具有较好的抗压强度与弯拉强度，提高了混凝土的结构韧性。
3、本发明中，通过聚二甲基硅氧烷的添加，使得混凝土内部不易出现气泡，进而使得混凝土结构中混凝土与钢筋之间具有良好的粘结力，保证了混凝土结构的整体结构强度，配合上由增强纤维与纳米聚合物组成的混凝土强化剂，使得混凝土结构的密实度提高，从而提高了混凝土整体的结构强度。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，混凝土包括如下份数的组成：水1-3份；砂石1-3份；硅酸盐水泥1-3份；特种纤维防裂液0.5-1.5份；钢纤维0.4-1份；聚酰亚胺纤维0.3-1份；表面养护剂0.3-1份；聚二甲基硅氧烷0.3-1.2份；增强剂0.5-1.5份。混凝土包括如下份数的组成：水2份；砂石2份；硅酸盐水泥2份；特种纤维防裂液1份；钢纤维0.5份；聚酰亚胺纤维0.5份；表面养护剂0.5份；聚二甲基硅氧烷0.5份；增强剂1份。混凝土制备工艺包括以下步骤：
步骤一：将水化热抑制型膨胀熟料与石膏混合，共同粉磨得到水化热抑制型膨胀剂，将粉煤灰与水以2:1的质量比混合后再加入聚丙烯纤维，接着在85℃恒温油浴加热15分钟，在京混合液经过凝胶、冰冻与真空干燥后，加入与粉煤灰质量份数相同乙酸镍进行炭化，收集炭化物质，再将碳化后的物质与水化热抑制型膨胀剂混合，得到特种纤维防裂液，备用；
步骤二：将聚二甲基硅氧烷放置进搅拌皿中，在将增强纤维与纳米聚合物按照1:1的质量比进行添加，充分搅拌后，在经过烘干得到增强剂，备用；
步骤三：将相应质量份数的水、砂石、表面养护剂、钢纤维、聚酰亚胺纤维与硅酸盐水泥放置进搅拌罐内进行搅拌，得到混凝土基料；
步骤四：将步骤一的特种纤维防裂液与步骤二的增强剂按照一定质量份数投放进混凝土基料中，在经过多次搅拌，即可得到防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土。
在混凝土基料中添加钢纤维与聚酰亚胺纤维，配合添加有表面养护剂，通过钢纤维与聚酰亚胺纤维较好的材料性能，配合上表面氧化剂优异的缩水性能，使得混凝土具有较好的抗压强度与弯拉强度，提高了混凝土的结构韧性。
与实施例一不同的是
实施例二：
特种纤维防裂液由粉煤灰、聚丙烯纤维与水化热抑制型膨胀剂组成，且水化热抑制型膨胀剂由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成。
以粉煤灰为碳源与聚丙烯纤维热解，使得聚丙烯纤维被粉煤灰内的三维网孔结构所包覆，配合上由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成的水化热抑制型膨胀剂，组成特种纤维防裂液，能够降低混凝土水化热温升，提高了混凝土的温度收缩应力，减少了混凝土因温度变化而出现的裂缝，从而提高了混凝土的防裂性。
与实施例一不同的是
实施例三：
增强剂由增强纤维与纳米聚合物组成，其中增强纤维可选用聚酯纤维与聚乙烯醇纤维的一种，其具有较好的结构强度，且耐酸、耐碱、抗微生物和耐磨性能好；纳米聚合物有纳米氧化铝与碳化硅组成，其具有良好的耐磨性、导热性与自润滑性能。
通过聚二甲基硅氧烷的添加，使得混凝土内部不易出现气泡，进而使得混凝土结构中混凝土与钢筋之间具有良好的粘结力，保证了混凝土结构的整体结构强度，配合上由增强纤维与纳米聚合物组成的混凝土强化剂，使得混凝土结构的密实度提高，从而提高了混凝土整体的结构强度。
工作原理：使用时，以粉煤灰为碳源与聚丙烯纤维热解，使得聚丙烯纤维被粉煤灰内的三维网孔结构所包覆，配合上由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成的水化热抑制型膨胀剂，组成特种纤维防裂液，能够降低混凝土水化热温升，提高了混凝土的温度收缩应力，减少了混凝土因温度变化而出现的裂缝，从而提高了混凝土的防裂性，在混凝土集料中添加钢纤维与聚酰亚胺纤维，配合添加有表面养护剂，通过钢纤维与聚酰亚胺纤维较好的材料性能，配合上表面氧化剂优异的缩水性能，使得混凝土具有较好的抗压强度与弯拉强度，提高了混凝土的结构韧性，通过聚二甲基硅氧烷的添加，使得混凝土内部不易出现气泡，进而使得混凝土结构中混凝土与钢筋之间具有良好的粘结力，保证了混凝土结构的整体结构强度，配合上由增强纤维与纳米聚合物组成的混凝土强化剂，使得混凝土结构的密实度提高，从而提高了混凝土整体的结构强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，其特征在于，所述混凝土包括如下份数的组成：
水1-3份；
砂石1-3份；
硅酸盐水泥1-3份；
特种纤维防裂液0.5-1.5份；
钢纤维0.4-1份；
聚酰亚胺纤维0.3-1份；
表面养护剂0.3-1份；
聚二甲基硅氧烷0.3-1.2份；
增强剂0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，其特征在于，所述混凝土包括如下份数的组成：水2份；砂石2份；硅酸盐水泥2份；特种纤维防裂液1份；钢纤维0.5份；聚酰亚胺纤维0.5份；表面养护剂0.5份；聚二甲基硅氧烷0.5份；增强剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，其特征在于，所述特种纤维防裂液由粉煤灰、聚丙烯纤维与水化热抑制型膨胀剂组成，且所述水化热抑制型膨胀剂由水化热抑制型膨胀熟料与石膏组成。
4.根据权利要求1所述的一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土，其特征在于，所述增强剂由增强纤维与纳米聚合物组成。
5.根据权利要求1所述的一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺，其特征在于，所述混凝土制备工艺包括以下步骤：
步骤一：将水化热抑制型膨胀熟料与石膏混合，共同粉磨得到水化热抑制型膨胀剂，将粉煤灰与水以2:1的质量比混合后再加入聚丙烯纤维，接着在85℃恒温油浴加热15分钟，在京混合液经过凝胶、冰冻与真空干燥后，加入乙酸镍进行炭化，收集炭化物质，再将碳化后的物质与水化热抑制型膨胀剂混合，得到特种纤维防裂液，备用；
步骤二：将聚二甲基硅氧烷放置进搅拌皿中，在将增强纤维与纳米聚合物按照1:1的质量比进行添加，充分搅拌后，在经过烘干得到增强剂，备用；
步骤三：将相应质量份数的水、砂石、表面养护剂、钢纤维、聚酰亚胺纤维与硅酸盐水泥放置进搅拌罐内进行搅拌，得到混凝土基料；
步骤四：将步骤一的特种纤维防裂液与步骤二的增强剂按照一定质量份数投放进混凝土基料中，在经过多次搅拌，即可得到防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土。
6.根据权利要求5所述的一种防裂高韧性长寿命特种纤维混凝土及其制备工艺，其特征在于，所述步骤一中乙酸镍的质量份数与粉煤灰相同。
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