CN113716900A - 一种高强抗裂混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种高强抗裂混凝土及其制备方法。高强抗裂混凝土包括一种高强抗裂混凝土，包括以下重量份物质制成：60‑80份骨料、20‑30份水泥、5‑10份掺合料、80‑100份水、3‑5份减水剂、3‑5份纤维和1‑2份固化剂，所述纤维为负载有连续的球状结构的纤维，所述球状结构包括聚丙烯树脂球。其制备方法为：S1、制备纤维，S2、制备混凝土。本申请的混凝土可用于房屋建筑，桥梁施工，其具有高强度、抗裂效果优异、不易发生形变开裂的优点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料的领域，尤其是涉及一种高强抗裂混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土，在工程中也称之为砼，是指采用凝胶材料将集料胶结呈整体的工程复合材料，一般由凝胶材料、颗粒状集料、水以及必要的外加剂和掺合料按一定的比例进行配置，经搅拌后密实成型的一种材料。
常规密实成型的硬化混凝土，具有较高的强度且表面致密，但在压力作用下，硬化后的混凝土易出现裂缝、凹陷，使得硬化后的混凝土平整度大大降低，常规采用在混凝土中添加纤维，通过纤维的丝状结构，增强混凝土之间的结合强度，改善混凝土的强度，降低混凝土开裂的可能性。
针对上述相关技术，发明人认为简单在混凝土中添加纤维，通过纤维的两端对混凝土进行连接，纤维的强度有限，导致对混凝土的连接效果有限，导致纤维改善混凝土的强度效果不佳，即混凝土存在抗裂性能不佳的缺陷。
发明内容
为了改善混凝土抗裂性能不佳的缺陷，本申请提供一种高强抗裂混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高强抗裂混凝土，采用如下的技术方案：
一种高强抗裂混凝土，包括以下重量份物质制成：60-80份骨料、20-30份水泥、5-10份掺合料、80-100份水、3-5份减水剂、3-5份纤维和1-2份固化剂，所述纤维为负载有连续的球状结构的纤维，所述球状结构包括聚丙烯树脂球。
通过采用上述技术方案，采用在混凝土中添加纤维，纤维作为混凝土之间的连接结构，改善了混凝土的抗裂效果。通过在纤维上包覆聚丙烯树脂，聚丙烯树脂在纤维上固化后呈球状，最终得到负载有聚丙烯树脂球状结构的纤维球链。由于纤维在阻止混凝土开裂时，应力主要集中于纤维的两端，使得纤维较易发生断裂，通过纤维上的聚丙烯树脂的球状结构，使得纤维上的应力分布较为均匀，改善了纤维的韧性以及抗拉强度，进而改善了混凝土的抗裂性能。
同时，由于纤维上的球状结构与简单的线性结构相比，与混凝土的嵌合效果更佳，这是由于线性结构易发生扭曲，而球状结构可稳定嵌入混凝土中，使得纤维不易在混凝土中发生位移，从而纤维稳定对混凝土进行连接，降低混凝土的开裂的可能性。
优选的，所述纤维包括聚丙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，由于聚丙烯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维均具有较高的强度以及较佳的韧性，因此可有效改善混凝土的强度以及抗裂性能。
优选的，所述球状结构还包括由内至外顺次包覆于聚丙烯树脂球外的环氧树脂层和脲醛树脂层，所述脲醛树脂层采用脲醛树脂预聚体水溶液制成。
通过采用上述技术方案，在球状聚丙烯树脂上包覆环氧树脂层和脲醛树脂层，因此形成的球状结构为聚丙烯树脂－环氧树脂－脲醛树脂的球状结构，纤维上始终具有球状结构，降低纤维在混凝土中位移的可能性。
由于脲醛树脂具有较佳的力学性能以及水分散效果，改善纤维球链在混凝土中的分散效果，纤维在混凝土中分散均匀，均匀提高混凝土的强度以及抗裂性能。
此外，由于环氧树脂上具有环氧基、羟基、醚基等活性基团和极性基团，获得较佳的粘性且固化产物收缩率较低，因此当混凝土破裂，脲醛树脂破裂后，环氧树脂溢出对开裂的混凝土进行粘结，且环氧树脂与聚丙烯树脂之间可发生交联，进一步增加纤维和混凝土之间的连接稳定性，降低混凝土开裂的可能性。
优选的，所述纤维采用以下方案制成：（1）按配方，取纤维和软化的聚丙烯树脂，将纤维捆扎制成纤维束，并将软化的聚丙烯树脂通过喷雾干燥法喷涂于纤维束上，自然风干，得到负载有聚丙烯树脂球的纤维，所述聚丙烯树脂球的直径为200-300μm；（2）取负载有聚丙烯树脂球的纤维、环氧树脂和十二烷基苯磺酸钠，将环氧树脂和十二烷基苯磺酸钠搅拌混合，制得混合液，对负载有聚丙烯树脂球的纤维进行表面处理并置于混合液中，持续1-2min，得聚丙烯树脂球外包覆有环氧树脂的纤维，即一次纤维；（3）取一次纤维和脲醛树脂预聚体水溶液，将脲醛树脂预聚体水溶液滴加于一次纤维的球结构上，取出纤维，自然风干，形成负载有聚丙烯树脂－环氧树脂－脲醛树脂的球状结构，得到负载有连续的球状结构的纤维，所述球状结构的直径为320-420μm。
通过采用上述技术方案，依次在聚丙烯树脂形成的聚丙烯树脂球上包覆环氧树脂和脲醛树脂，形成聚丙烯树脂－环氧树脂－脲醛树脂的三层球状结构，脲醛树脂作为最外层，具有较佳的韧性以及力学性能，对内球以及环氧树脂进行保护，使得纤维上始终具有球状结构，使得纤维在混凝土中的位置稳定。
其次，通过对聚丙烯树脂形成的内球进行表面处理，使得聚丙烯树脂与环氧树脂之间的交联程度提高，当脲醛树脂形成的外壳破裂后，通过环氧树脂与缓凝土粘结，保障内球与混凝土之间的粘结效果。
优选的，所述脲醛树脂和环氧树脂的质量比为1.0:0.8-1.2。
通过采用上述技术方案，选择合适的配比使得脲醛树脂对环氧树脂和聚丙烯树脂进行包覆，具有较佳的包覆率，且形成的球状结构表面较为致密，使得环氧树脂不易外溢，对环氧树脂和聚丙烯树脂进行稳定的保护。
优选的，所述纤维束的直径为100-200μm。
通过采用上述技术方案，纤维束和球状结构之间的比例较为适宜，保障纤维的效果，同时使得球状结构可稳定包覆于纤维上。
优选的，所述脲醛树脂采用以下方案制成：（1）分别称量以下重量份物质：10-20份尿素、20-30份甲醛、1-2份三乙醇胺；（2）将尿素、甲醛、三乙醇胺搅拌混合，制得混合液，在混合液中加入氨水，调节PH至8-9，并在60-80℃下恒温反应，得到脲醛树脂。
通过采用上述技术方案，尿素和甲醛在三乙醇胺的催化下，发生加成反应生成羧甲基脲，最终形成具有交联网状结构的预聚物，可稳定包覆于球状聚丙烯以及环氧树脂外。尿素和甲醛在合适的配比下，生成预聚物的速度较为适宜，且可形成稳定的外壳，降低外壳发生自破裂的可能性。
优选的，所述步骤（2）中的混合液还包括正丁基缩水甘油醚。
通过采用上述技术方案，由于环氧树脂的粘度较高，当脲醛树脂形成的外壳在混凝土破裂发生破裂时，外壳内外虹吸现象不易发生，选择在混合液中添加正丁基缩水甘油醚，由于正丁基缩水甘油醚与环氧树脂具有较佳的相容性，对环氧树脂进行稀释，保障虹吸现象较易发生，进而环氧树脂流出脲醛树脂囊壁湿润产生裂纹的混凝土，同时在固化剂的引导下，快速固化，形成交联网状结构，对开裂的混凝土进行修补，保障混凝土的强度，降低混凝土表面发生开裂的可能性。
优选的，所述步骤（1）表面处理包括以下步骤：将具有聚丙烯树脂球的纤维依次置于硝酸溶液和氢氧化钠水溶液中，分别持续1-2min后，取出具有聚丙烯树脂球的纤维，冲洗至中性后，自然风干，得到经表面处理的具有聚丙烯树脂球的纤维。
通过采用上述技术方案，对聚丙烯树脂形成的球结构进行表面刻蚀，使得球结构的表面形成较多刻蚀坑道，增大聚丙烯树脂球的表面积，不仅改善了聚丙烯树脂与环氧树脂之间的交联效果，还进一步增强了聚丙烯树脂与混凝土之间的交联效果。
第二方面，本申请提供一种高强抗裂混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种高强抗裂混凝土的制备方法，包括以下制备步骤：S1、制备纤维：对纤维进行切断处理，得到短切纤维；S2、制备混凝土：取配方中的骨料、水泥、掺合料、固化剂、减水剂与水进行搅拌，制得混合物，分次等量在混合物中加入纤维，搅拌混合，制得混凝土。
通过采用上述技术方案，将纤维切断得到短切纤维，降低了纤维在混凝土中发生自团聚的可能性，改善了纤维在混凝土中的分散效果。分批次将短切纤维与混凝土搅拌混合，由于短切纤维的数量较少，进而在混凝土搅拌的过程中，较易分散于混凝土的各个角落，进一步提高了纤维在混凝土中的分散效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用在纤维上包覆聚丙烯树脂，使得纤维上形成聚丙烯树脂球状结构，与线性结构相比，球状结构与混凝土的嵌合效果较佳，使得纤维不易在混凝土中移动，因此纤维可稳定增加混凝土的抗裂效果。
2、本申请中优选采用脲醛树脂预聚体水溶液和环氧树脂对球状聚丙烯树脂进行包覆，形成聚丙烯树脂-环氧树脂-脲醛树脂的球状结构，聚脲树脂作为球状结构的外壳，脲醛树脂具有较佳的力学性能，对环氧树脂和聚丙烯树脂进行保护，且具有较佳的水分散效果，改善了纤维在混凝土中的分散效果，使得纤维可均匀增强混凝土的强度和抗裂效果；通过环氧树脂包裹聚丙烯树脂，进一步增加聚丙烯树脂与混凝土之间的连接效果，同时由于环氧树脂具有较佳的粘性，在混凝土内部发生破裂时，脲醛树脂发生破裂，使得环氧树脂流出粘结修复裂缝处，因此混凝土获得了较为优异的自修复以及抗裂的效果。
3、本申请的方法，通过将纤维切断为短纤，使纤维在混凝土中的分散性较佳，纤维均匀分散于混凝土中，使得混凝土的强度获得均匀的增加，因此混凝土获得了较佳的强度和抗裂效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：
仪器：山东建力检测技术有限公司YES-2000型数显式压力试验机、河北华旺试验设备有限公司DYE-300型抗折试验机、郑州市中益机械设备有限公司JW350型多功能搅拌机、上海和晟仪器科技有限公司HS-150B型试验箱、上海乔枫实业有限公司的QFN-9000Z型喷雾干燥机。
药品：山东新势力工程材料有限公司货号为015的聚丙烯纤维、市售纤维为泰安海众环保材料有限公司货号为036541的聚丙烯腈纤维、杭州高科复合材料有限公司型号为ECP的玻璃纤维、惠民县泰利化纤制品有限公司货号为8654的玄武岩纤维、上海展精国际贸易有限公司货号为M800E的聚丙烯树脂、无锡长干化工有限公司货号为1589-52的环氧树脂、济阳天图化工科技有限公司货号为007的十二烷基苯磺酸钠、山东鸿泉化工科技有限公司货号为198的聚羧酸高效减水剂、山东千鹿化工科技有限公司型号为501的正丁基缩水甘油醚、固化剂为上海贺聪实业有限公司的BH-140型固化剂。
制备例
纤维制备例
制备例1-7
制备例1-7中采用聚丙烯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维制备纤维1-7，聚丙烯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维三者之间的组分具体见表1
表1制备例1-7纤维的组成
脲醛树脂预聚体水溶液制备例
制备例8
分别称量10kg尿素、20kg甲醛、1kg三乙醇胺，搅拌混合后，制得混合溶液，在混合溶液中加入质量浓度为10％的氨水，将混合溶液的PH调整为8，并调整温度至70℃恒温反应2h，得到脲醛树脂预聚体水溶液1。
制备例9
与制备例8的区别在于：分别称量15kg尿素、25kg甲醛、1.5kg三乙醇胺，制备脲醛树脂预聚体水溶液2，其余制备条件与制备环境均匀制备例8相同。
制备例10
与制备例8的区别在于：分别称量20kg尿素、30kg甲醛、2kg三乙醇胺，脲醛树脂预聚体水溶液3，其余制备条件与制备环境均匀制备例8相同。
混合液制备例
制备例11-13
分别称量8kg、10kg、12kg环氧树脂与10kg十二烷基苯磺酸钠搅拌混合，制得混合液1、2、3。
制备例14
分别称量12kg环氧树脂、10kg十二烷基苯磺酸钠和6kg正丁基缩水甘油醚，搅拌混合制备混合液4。
实施例
实施例1-4
制备纤维：取0.5mg纤维1，捆扎固定制得纤维束1，纤维束1的直径为100μm，将纤维束1置于喷雾干燥机前，将熔融的聚丙烯树脂置于喷雾干燥机内，通过喷雾法在纤维束1上负载聚丙烯树脂，自然风干至聚丙烯树脂固化，在纤维上形成聚丙烯树脂球，制得负载有聚丙烯树脂球的处理纤维1，聚丙烯树脂球的直径为200μm。
制备混凝土：分别称量骨料、水泥、掺合料、固化剂、水、减水剂、短切纤维1，本实施例中减水剂为聚羧酸高效减水剂、掺合料为粉煤灰。取骨料、水泥、粉煤灰、固化剂、聚羧酸高效减水剂与水搅拌混合，制得混合物，将短切纤维分为等质量的10份，将10份短切纤维分次加入混合物中，搅拌混合，制得混凝土1-4。
骨料、水泥、粉煤灰、固化剂、水、减水剂、短切纤维1的质量具体见表2中所示。
表2实施例1-4中混凝土的原料组成
实施例5-10
与实施例3的区别在于：分别取纤维2、3、4、5、6、7，制备处理纤维2、3、4、5、6、7和短切纤维2、3、4、5、6、7，以代替实施例3中的短切纤维1，制备混凝土5-10，其余制备条件和制备环境均与实施例3相同。
实施例11-14
与实施例10的区别在于：分别取混合液1、2、3、4和10kg脲醛树脂预聚体水溶液1，将处理纤维7分别置于混合液1、2、3、4，持续2min，取出，得负载有环氧树脂的聚丙烯树脂球结构的纤维，即一次纤维1、2、3、4。将脲醛树脂预聚体水溶液1滴加于一次纤维1、2、3、4上的球状结构上，形成处理纤维8、9、10、11，制备短切纤维8、9、10、11，以代替实施例10中的短切纤维7，制备混凝土11、12、13、14，其余制备条件和制备环境均与实施例10相同。
实施例15
与实施例14的区别在于：将处理纤维7依次置于质量浓度为20％的硝酸溶液、10％的氢氧化钠水溶液中，分别持续时间2min后，取出处理纤维7采用去离子水冲洗至中性，自然风干，得到经表面改性的处理纤维7，以代替实施例14中的处理纤维7，制备短切纤维12，制备混凝土15，其余制备条件和制备环境均与实施例14相同。
实施例16-17
与实施例15的区别在于：调整纤维束的直径，制备混凝土16、17，其余制备条件与制备环境均与实施例15相同。纤维束的直径、聚丙烯树脂球的直径以及球状结构的直径具体见表3。
表3实施例1、16、17中纤维束、聚丙烯树脂球、球状结构的直径
实施例18-19
与实施例16的区别在于：采用脲醛树脂预聚体水溶液2、3代替实施例16中的脲醛树脂预聚体水溶液1，制备短切纤维13、14，制备混凝土18、19，其余制备条件与制备环境均与实施例17相同。
性能检测试验
按《GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准标准规范》制备抗裂混凝土试样。
（1）抗裂性能测试：制备600mm×400mm×100mm的平板试模，用弯起的波浪形应力约束条提供约束。将混凝土涂覆于试模中，振动1min，抹平表面，移入观测室，观测室温度为24-26℃，相对湿度为60%-70%，将试模放好后用电风扇吹表面，风速为8m/s，连续吹24h。期间观测并记录裂缝的数量、最大裂缝宽度和长度，并评价抗裂等级。
（2）抗压性能检测：将试样放置于压力机下，对试样均匀地持续施加荷载，控制加载速度为0.08MPa/s，直至试样破坏，记录荷载的强度。
（3）抗折强度检测：采用抗折机对混凝土试样进行检测，将试样放置于抗折机上，距离两端面50mm处作为试样的支座点，试样的三点位置为加载点，均匀连续向试样施加荷载，控制加载速度在0.08 MPa/s，直至试样破坏，记录荷载强度。
表4实施例1-19抗裂性能检测
表5实施例1-19强度检测
对比例
对比例1
与实施例18的区别在于：采用仅在处理纤维7上包覆环氧树脂和脲醛树脂，制备短切纤维15，并制备混凝土20，其余制备条件和制备环境均与实施例18相同。
对比例2
与实施例18的区别在于：采用不在处理纤维7上包覆脲醛树脂预聚体水溶液2，制备短切纤维16，制备混凝土21，其余制备条件和制备环境均与实施例18相同。
对比例3
与实施例18的区别在于：采用纤维3以替代实施例18中的处理纤维7，制备短切纤维17，制备混凝土22，其余制备条件和制备环境均与实施例18相同。
对比例4
与实施例18的区别在于：采用纤维3以替代实施例18中的短切纤维18，制备混凝土23，其余制备条件和制备环境均与实施例18相同。
对比例5
与实施例18的区别在于：采用市售纤维以替代实施例18中的处理纤维7，制备短切纤维19，制备混凝土24，其余制备条件和制备环境均与实施例18相同。
性能检测试验
按《GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准标准规范》制备抗裂混凝土试样。
（1）抗裂性能测试：制备600mm×400mm×100mm的平板试模，用弯起的波浪形应力约束条提供约束。将混凝土涂覆于试模中，振动1min，抹平表面，移入观测室，观测室温度为24-26℃，相对湿度为60%-70%，将试模放好后用电风扇吹表面，风速为8m/s，连续吹24h。期间观测并记录裂缝的数量、最大裂缝宽度和长度，并评价抗裂等级。
（2）抗压性能检测：将试样放置于压力机下，对试样均匀地持续施加荷载，控制加载速度为0.08MPa/s，直至试样破坏，记录荷载的强度。
（3）抗折强度检测：采用抗折机对混凝土试样进行检测，将试样放置于抗折机上，距离两端面50mm处作为试样的支座点，试样的三点位置为加载点，均匀连续向试样施加荷载，控制加载速度在0.08 MPa/s，直至试样破坏，记录荷载强度。
表6对比例1-5抗裂性能检测
表7对比例1-5强度检测
参考表4-7混凝土性能检测可以发现：
（1）结合实施例1-4、对比例3可以发现：在纤维上包覆聚丙烯树脂形成球状结构，并将带有球状结构的纤维加入到混凝土中，使得混凝土的抗裂效果有所提升；
这是由于球状结构与线性结构相比，球状结构与混凝土之间的嵌合效果较佳，因此混凝土内部发生断裂时，施加在纤维两端的力均匀分布于纤维整体，降低了纤维断裂的可能性，进而纤维可稳定对混凝土进行连接，改善了混凝土的抗裂效果。
结合表4和表5可以看出，实施例3中制得的混凝土的抗裂效果最佳，这说明此时混凝土中的各组分比例较为合适。
（2）结合实施例5-10与对比例5可以发现：通过采用在调整聚丙烯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维三者之间的配比，可以发现混凝土的抗裂效果有所提升，这说明本申请采用在混凝土中添加纤维可有效改善混凝土的抗裂效果。
这是由于纤维在混凝土中增加丝状结构，纤维在混凝土中对混凝土进行连接，提高混凝土的抗裂性能。通过聚丙烯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维的三者复配，使得混凝土的强度有所提升，这是由于聚丙烯纤维的强度较弱，通过玻璃纤维和玄武纤维的加入，提升纤维整体的强度，改善混凝土的强度。
结合表4和表5可以看出，实施例10中制得的混凝土的抗裂效果和强度最佳，这说明此时纤维中各组分比例较为合适。
（3）结合实施例11-13、对比例1、对比例2可以发现：混凝土的抗裂效果和强度有所提升，这说明本申请在混凝土中添加具有聚丙烯树脂－环氧树脂－脲醛树脂三层球状结构的纤维，可有效改善混凝土的抗裂效果和强度。
这是由于聚丙烯树脂－环氧树脂－脲醛树脂三层球状结构与混凝土的嵌合效果较佳，进而纤维对混凝土稳定进行连接；脲醛树脂在三层球状结构中作为外壳，对内部的环氧树脂进行保护，当混凝土内部发生破裂，导致脲醛树脂外壳破裂后，使得环氧树脂外流湿润裂缝并对裂缝进行粘结，对裂缝进行修复，进一步提高混凝土的抗裂效果。
结合表4和表5可以看出，实施例13中制得的混凝土的抗裂效果和强度较佳，这说明此时环氧树脂和脲醛树脂的比例较为合适。
（4）结合实施例11-13和实施例14可以发现：实施例16中制得的混凝土的抗裂效果有所提升，这说明本申请在混合液中加入正丁基缩水甘油醚，可有效改善混凝土的抗裂效果，这是由于正丁基缩水甘油醚对环氧树脂进行稀释，使得在脲醛树脂外壳破裂后，环氧树脂较易在虹吸作用下外溢、湿润裂缝并对裂缝进行粘结，并在固化剂的引导下，发生固化并快速对裂缝处进行修补，降低混凝土继续破裂的可能性，改善了混凝土的抗裂效果。
（5）结合实施例14和实施例15可以发现：实施例15中制得的混凝土的强度有所提升，这说明本申请采用对聚丙烯树脂形成的内球结构进行表面处理，可有效改善混凝土的强度。
这是由于对聚丙烯树脂形成的球状结构进行表面处理后，在球状聚丙烯树脂表面形成较多的刻蚀坑道，增大了球状聚丙烯树脂的表面积，进而球状聚丙烯树脂与环氧树脂之间的交联、粘结效果更加优异，进而当聚脲外壳破裂后，环氧树脂将球状聚丙烯树脂与混凝土之间稳定连接，进而增加了混凝土的强度。
（6）结合实施例15和对比例4可以发现：混凝土的抗裂效果和强度有所提升，这说明本申请通过纤维切断机将纤维切断为短纤维后，提高了混凝土的抗裂效果和强度。这是由于长度适中的纤维保留了一定的球状结构，进而保障纤维与混凝土之间的嵌合强度，同时由于短纤与长纤相比，不易发生自缠结，且在搅拌下于混凝土中分散较为均匀，因此可均匀改善混凝土的强度和抗裂效果。
（7）结合实施例15、16、17可以发现：混凝土的抗裂效果和强度有所提升，这说明本申请通过增加纤维束的直径，改善了混凝土的强度和抗裂效果，这是由于纤维束的直径适中，进而纤维束与球状结构之间的比值较为合适，保障纤维的强度和球状结构的大小，进而保障纤维对混凝土的连接效果和球状结构与混凝土的嵌合效果。结合表4和表5可以看出，实施例16中制得的混凝土的强度和抗裂效果最佳，说明此时纤维束的直径较为适宜。
（8）结合实施例16、实施例18-19可以发现：混凝土的强度和抗裂效果均有所提升，这说明本申请调整尿素和甲醛的比例，可有效改善混凝土的强度和抗裂效果。
这是由于尿素和甲醛在适宜的比例下的反应速度较为适宜，进而形成的脲醛树脂预聚体水溶液，可有效包覆于环氧树脂外，形成脲醛树脂外壳，脲醛树脂外壳的表面较为致密且厚度适宜，因此可稳定对环氧树脂进行保护，同时在混凝土产生破裂时，脲醛树脂同步发生破裂，使得环氧树脂可溢出，对裂缝处进行湿润和粘结，保障环氧树脂对混凝土的修复作用。
结合表4和表5可以发现，实施例20中制得的混凝土的抗裂效果和强度较佳，这说明此时尿素和甲醛的比例较为合适。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种高强抗裂混凝土，其特征在于，包括以下重量份物质制成：60-80份骨料、20-30份水泥、5-10份掺合料、80-100份水、3-5份减水剂、3-5份纤维和1-2份固化剂，所述纤维为负载有连续的球状结构的纤维，所述球状结构包括聚丙烯树脂球。
2.根据权利要求1所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于：所述纤维包括聚丙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于：所述球状结构还包括由内至外顺次包覆于聚丙烯树脂球外的环氧树脂层和脲醛树脂层，所述脲醛树脂层采用脲醛树脂预聚体水溶液制成。
4.根据权利要求3所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于，所述负载有球状结构的纤维采用以下方案制成：
（1）按配方，取纤维和软化的聚丙烯树脂，将纤维捆扎制成纤维束，并将软化的聚丙烯树脂通过喷雾干燥法喷涂于纤维束上，自然风干，得到负载有聚丙烯树脂球的纤维，所述聚丙烯树脂球的直径为200-300μm；
（2）取负载有聚丙烯树脂球的纤维、环氧树脂和十二烷基苯磺酸钠，将环氧树脂和十二烷基苯磺酸钠搅拌混合，制得混合液，对负载有聚丙烯树脂球的纤维进行表面处理并置于混合液中，持续1-2min，得聚丙烯树脂球外包覆有环氧树脂的纤维，即一次纤维；
（3）取一次纤维和脲醛树脂预聚体水溶液，将脲醛树脂预聚体水溶液滴加于一次纤维的球结构上，取出纤维，自然风干，形成负载有聚丙烯树脂－环氧树脂－脲醛树脂的球状结构，得到负载有连续的球状结构的纤维，所述球状结构的直径为320-420μm。
5.根据权利要求4所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于：所述脲醛树脂预聚体水溶液和环氧树脂的质量比为1.0:0.8-1.2。
6.根据权利要求4所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于：所述纤维束的直径为100-200μm。
7.根据权利要求4所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于，所述脲醛树脂预聚体水溶液采用以下方案制成：
（1）分别称量以下重量份物质：10-20份尿素、20-30份甲醛、1-2份三乙醇胺；
（2）将尿素、甲醛、三乙醇胺搅拌混合，制得混合液，在混合液中加入氨水，调节pH至8-9，并在60-80℃下恒温反应，得到脲醛树脂预聚体水溶液。
8.根据权利要求4所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于：所述步骤（2）中的混合液还包括正丁基缩水甘油醚。
9.根据权利要求4所述的一种高强抗裂混凝土，其特征在于，所述步骤（1）表面处理包括以下步骤：将具有聚丙烯树脂球的纤维依次置于硝酸溶液和氢氧化钠水溶液中，分别持续1-2min后，取出具有聚丙烯树脂球的纤维，冲洗至中性后，自然风干，得到经表面处理的具有聚丙烯树脂球的纤维。
10.权利要求1-7任一一项所述的一种高强抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1、制备纤维：对纤维进行切断处理，得到短切纤维；
S2、制备混凝土：取配方中的骨料、水泥、掺合料、固化剂、减水剂与水进行搅拌，制得混合物，分次等量在混合物中加入纤维，搅拌混合，制得混凝土。
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