CN113831086B - 一种超高韧性混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种超高韧性混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113831086B
CN113831086B CN202111178511.9A CN202111178511A CN113831086B CN 113831086 B CN113831086 B CN 113831086B CN 202111178511 A CN202111178511 A CN 202111178511A CN 113831086 B CN113831086 B CN 113831086B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultra
polyvinyl alcohol
agent
high toughness
cement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111178511.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113831086A (zh
Inventor
陆天献
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sparrow Fine Chemicals Guangdong Co ltd
Original Assignee
Sparrow Fine Chemicals Guangdong Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sparrow Fine Chemicals Guangdong Co ltd filed Critical Sparrow Fine Chemicals Guangdong Co ltd
Priority to CN202111178511.9A priority Critical patent/CN113831086B/zh
Publication of CN113831086A publication Critical patent/CN113831086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113831086B publication Critical patent/CN113831086B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04—Macromolecular compounds
    • C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0616—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0641—Polyvinylalcohols; Polyvinylacetates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/023—Fired or melted materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/023—Chemical treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/04—Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof
    • C04B24/045—Esters, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
    • C04B24/121—Amines, polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/28—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/281—Polyepoxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超高韧性混凝土，其原料包括：水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇纤维；水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇纤维的质量比为20‑40：1‑4：4‑8：1‑5：2‑8：1‑2：1‑2：0.1‑1：2‑6：1‑3：1‑4。粘土陶粒的粒径为5‑16mm，表观密度为1200‑1500kg/m3，堆积密度为700‑1100kg/m3，筒压强度≥6.5MPa。

Description

一种超高韧性混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种超高韧性混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是一种历史悠久且有生命力的材料，具有强度等级范围宽、耐久性好、原材料丰富、生产工艺简单等优点，广泛应用于建筑、铁路、公路、水利、港口、码头等工程。随着各种添加剂产品的开发和使用，混凝土性能得到了极大的改善，不同的添加剂可以改善混凝土不同方面的性能。
作为当今世界上应用最为广泛的建筑材料，混凝土存在抗弯强度较低和脆性高的缺点，导致混凝土在使用中易产生裂缝甚至断裂，从而严重影响建筑的整体安全和使用寿命，力学性能和增韧效果更好的各类纤维材料，如碳纤维、玻璃纤维、福塔纤维、钢丝/钢丝网纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、杜拉纤维等先后被采用，并开发出相应的混凝土产品。
目前在增加混凝土韧性的技术方面，主要通过掺加钢纤维来实现，但这些方法虽然能有效地改善脆性、提高韧性，但是提高幅度有限，限制钢纤维的增韧作用，而且会降低混凝土的工作性，同时钢纤维的掺量过大会提高混凝土的自重，钢纤维会因为发生锈蚀而大幅度降低混凝土的性能，导致混凝土发生破坏，而添加有机增韧纤维，虽然重量较轻，但在荷载的作用下易在裂纹处产生应力集中，引发裂缝扩展，不能抵制变形和裂缝扩展。
目前在钢桥面铺装中，因其疲劳变形大，现有的混凝土很难满足要求，因此急需研究一种重量轻且韧性超高的混凝土材料。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种超高韧性混凝土及其制备方法。
一种超高韧性混凝土，其原料包括：水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇纤维；水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇纤维的质量比为20-40：1-4：4-8：1-5：2-8：1-2：1-2：0.1-1：2-6：1-3：1-4。
优选地，水性环氧树脂乳液的固含量为50-60％。
优选地，聚丙烯纤维的直径为18-22μm，长度为2.5-3.5mm。
优选地，粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1200-1500kg/m3，堆积密度为700-1100kg/m3，筒压强度≥6.5MPa。
优选地，膨胀剂为UEA系膨胀剂，其限制膨胀率为0.025-0.04％。
优选地，聚羧酸高效减水剂的减水率为20-40％。
优选地，多元胺固化剂为脂肪族多胺、聚酰胺多胺、脂环族多胺、芳香族多胺的至少一种，优选为羟乙基二乙烯三胺和/或双羟乙基二乙烯三胺，进一步优选为羟乙基二乙烯三胺。
优选地，硅灰的比表面积为20000-30000m2/kg。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至氮氮二甲基甲酰胺中，40-60℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌4-8h，加入聚乙烯醇纤维，调节体系呈中性，80-100℃搅拌2-4h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，洗涤，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌2-6min，加入多元胺固化剂混合均匀，60-80℃静置45-75min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护3-6天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到超高韧性混凝土。
本发明的技术效果如下所示：
(1)本发明采用三乙烯四胺与甲基丙烯酸甲酯反应得到端氨基的聚合物，然后接枝在聚乙烯醇纤维表面，所得接枝聚乙烯醇纤维以聚乙烯醇纤维为中心，壳层为高度支化分子同时末端聚集大量的活性氨基，分子之间无缠结，表现出低溶液粘度与高反应活性，与水性环氧树脂乳液分散性好相容性佳；
(2)水性环氧树脂乳液均匀分散于水泥料中后，加入接枝聚乙烯醇纤维经过固化交联后，形成具有多向网络结构的高聚物，使固化后水泥预混料有序程度高，水泥预混料中固化网络进行深度交联，产物表现出优异的机械性能，尤其是尺寸稳定性与抗冲击性能，水性环氧树脂乳液在混凝土中充分分散，提高混凝土整体抗疲劳性与各向同性，使混凝土韧性极高。
(3)本发明中粘土陶粒可吸附水性环氧树脂乳液，在其内部孔洞内壁和微裂纹附着一层聚合物薄膜，在粘土陶粒中形成网状结构，提高粘土陶粒的韧性，限制粘土陶粒的裂纹的扩展，与聚丙烯纤维复配，在降低混凝体重量的前提下，提高混凝土的强度、韧性以及抗变形能力。
(4)本发明中通过水泥基材中形成桥联、桥联耦合等独特方式，水泥基混凝土内部交联有序网络结构，能够增强界面结合，同时在受力过程中快速转移应力，抑制裂纹扩展，有效增韧增强；本发明所得混凝土自重轻，结构耐久性好，满足诸如钢桥面铺装等结构工程、高层建筑的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种超高韧性混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥20kg，固含量为60％的水性环氧树脂乳液1kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维8kg，比表面积为20015m2/kg的硅灰5kg，粘土陶粒2kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂2kg，减水率为20％的聚羧酸高效减水剂2kg，聚酰胺多胺0.1kg，三乙烯四胺6kg，甲基丙烯酸甲酯1kg，聚乙烯醇纤维4kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1200kg/m3，堆积密度为700kg/m3，筒压强度≥6.5MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至60kg氮氮二甲基甲酰胺中，40℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌4h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，100℃搅拌2h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤4次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、10kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌2min，加入聚酰胺多胺混合均匀，60℃静置75min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护3天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到超高韧性混凝土。
实施例2
一种超高韧性混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥40kg，固含量为50％的水性环氧树脂乳液4kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维4kg，比表面积为29057m2/kg的硅灰1kg，粘土陶粒8kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1kg，减水率为40％的聚羧酸高效减水剂1kg，脂环族多胺1kg，三乙烯四胺2kg，甲基丙烯酸甲酯3kg，聚乙烯醇纤维1kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1500kg/m3，堆积密度为1100kg/m3，筒压强度≥6.5MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至30kg氮氮二甲基甲酰胺中，60℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌8h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为1.2mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，80℃搅拌4h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤2次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、20kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌6min，加入脂环族多胺混合均匀，80℃静置45min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护6天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到超高韧性混凝土。
实施例3
一种超高韧性混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥25kg，固含量为58％的水性环氧树脂乳液2kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维7kg，比表面积为22240m2/kg的硅灰4kg，粘土陶粒4kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.7kg，减水率为25％的聚羧酸高效减水剂1.8kg，羟乙基二乙烯三胺0.3kg，三乙烯四胺5kg，甲基丙烯酸甲酯1.5kg，聚乙烯醇纤维3kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1300kg/m3，堆积密度为800kg/m3，筒压强度≥7MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至40kg氮氮二甲基甲酰胺中，55℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌5h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为1.1mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，85℃搅拌3.5h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤3次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、12kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌3min，加入羟乙基二乙烯三胺混合均匀，75℃静置50min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护4-5天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到超高韧性混凝土。
实施例4
一种超高韧性混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥35kg，固含量为52％的水性环氧树脂乳液3kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维5kg，比表面积为27850m2/kg的硅灰2kg，粘土陶粒6kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.3kg，减水率为35％的聚羧酸高效减水剂1.2kg，双羟乙基二乙烯三胺0.7kg，三乙烯四胺3kg，甲基丙烯酸甲酯2.5kg，聚乙烯醇纤维2kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1400kg/m3，堆积密度为1000kg/m3，筒压强度≥7MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至50kg氮氮二甲基甲酰胺中，45℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌7h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为0.9mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，95℃搅拌2.5h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤3次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、18kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌5min，加入双羟乙基二乙烯三胺混合均匀，65℃静置70min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护4天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到超高韧性混凝土。
实施例5
一种超高韧性混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥30kg，固含量为55％的水性环氧树脂乳液2.5kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维6kg，比表面积为25135m2/kg的硅灰3kg，粘土陶粒5kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.5kg，减水率为30％的聚羧酸高效减水剂1.5kg，羟乙基二乙烯三胺0.5kg，三乙烯四胺4kg，甲基丙烯酸甲酯2kg，聚乙烯醇纤维2.5kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1360kg/m3，堆积密度为920kg/m3，筒压强度≥7MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至45kg氮氮二甲基甲酰胺中，50℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌6h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为1mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，90℃搅拌3h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤3次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、15kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌4min，加入羟乙基二乙烯三胺混合均匀，70℃静置60min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护4.5天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到超高韧性混凝土。
对比例1
采用市售普通水泥混凝土(型号为HY-无收缩自密实聚合物混凝土)。
对比例2
一种混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥30kg，固含量为55％的水性环氧树脂乳液2.5kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维6kg，比表面积为25135m2/kg的硅灰3kg，粘土陶粒5kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.5kg，减水率为30％的聚羧酸高效减水剂1.5kg，羟乙基二乙烯三胺0.5kg，聚乙烯醇纤维2.5kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1360kg/m3，堆积密度为920kg/m3，筒压强度≥7MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、15kg水搅拌均匀，加入聚乙烯醇纤维搅拌4min，加入羟乙基二乙烯三胺混合均匀，70℃静置60min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S2、将水泥预混料养护4.5天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到混凝土。
对比例3
一种混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥30kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维6kg，比表面积为25135m2/kg的硅灰3kg，粘土陶粒5kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.5kg，减水率为30％的聚羧酸高效减水剂1.5kg，羟乙基二乙烯三胺0.5kg，三乙烯四胺4kg，甲基丙烯酸甲酯2kg，聚乙烯醇纤维2.5kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1360kg/m3，堆积密度为920kg/m3，筒压强度≥7MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至45kg氮氮二甲基甲酰胺中，50℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌6h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为1mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，90℃搅拌3h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤3次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、15kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌4min，加入羟乙基二乙烯三胺混合均匀，70℃静置60min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护4.5天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到混凝土。
对比例4
一种混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥30kg，固含量为55％的水性环氧树脂乳液2.5kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维6kg，比表面积为25135m2/kg的硅灰3kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.5kg，减水率为30％的聚羧酸高效减水剂1.5kg，羟乙基二乙烯三胺0.5kg，三乙烯四胺4kg，甲基丙烯酸甲酯2kg，聚乙烯醇纤维2.5kg。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至45kg氮氮二甲基甲酰胺中，50℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌6h，加入聚乙烯醇纤维，采用浓度为1mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，90℃搅拌3h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤3次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、15kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌4min，加入羟乙基二乙烯三胺混合均匀，70℃静置60min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护4.5天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到混凝土。
对比例5
一种混凝土，其原料包括：强度等级42.5的硅酸盐水泥30kg，固含量为55％的水性环氧树脂乳液2.5kg，直径为18-22μm、长度为2.5-3.5mm的聚丙烯纤维6kg，比表面积为25135m2/kg的硅灰3kg，粘土陶粒5kg，限制膨胀率为0.03％的UEA系膨胀剂1.5kg，减水率为30％的聚羧酸高效减水剂1.5kg，钢纤维2.5kg。
粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1360kg/m3，堆积密度为920kg/m3，筒压强度≥7MPa。
上述超高韧性混凝土制备方法，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至45kg氮氮二甲基甲酰胺中，50℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌6h，加入钢纤维，采用浓度为1mol/L氢氧化钠溶液调节体系呈中性，90℃搅拌3h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，采用无水乙醇洗涤3次，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将硅酸盐水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、15kg水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌4min，加入羟乙基二乙烯三胺混合均匀，70℃静置60min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护4.5天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5％，得到混凝土。
试验例1
对实施例5所得超高韧性混凝土和对比例1-5所得混凝土进行性能测试，具体如下：
采用GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测抗压强度；
采用四点抗弯试验方法检测抗弯拉强度；
依据CECS13:2009《纤维混凝土试验方法标准》检测等效抗弯强度用于表征高强韧性混凝土的韧性；
依据GB/T50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》，将各组试样置于水中7d，然后置于空气中28d，检测限制膨胀率；
依据GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》检测坍落度；
其结果如下：
Figure BDA0003296379360000131
Figure BDA0003296379360000141
由上表对比可知：本发明所得超高韧性混凝土不仅28d等效抗弯强度优于对照组，具有优异的韧性，而且其余指标均不差于对照组。
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 (9)

1.一种超高韧性混凝土，其特征在于，其原料包括：水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇纤维；
水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇纤维的质量比为20-40：1-4：4-8：1-5：2-8：1-2：1-2：0.1-1：2-6：1-3：1-4；
所述超高韧性混凝土是由以下方法制备得到的：
S1、将三乙烯四胺加入至氮氮二甲基甲酰胺中，40-60℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌，加入聚乙烯醇纤维，调节体系呈中性，80-100℃搅拌2-4h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，洗涤，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌，加入多元胺固化剂混合均匀，60-80℃静置45-75min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护3-6天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5%，得到超高韧性混凝土。
2.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，水性环氧树脂乳液的固含量为50-60%。
3.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，聚丙烯纤维的直径为18-22μm，长度为2.5-3.5mm。
4.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，粘土陶粒的粒径为5-16mm，表观密度为1200-1500kg/m3，堆积密度为700-1100kg/m3，筒压强度≥6.5MPa。
5.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，膨胀剂为UEA系膨胀剂，其限制膨胀率为0.025-0.04%。
6.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，聚羧酸高效减水剂的减水率为20-40%。
7.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，多元胺固化剂为脂肪族多胺、聚酰胺多胺、脂环族多胺、芳香族多胺的至少一种。
8.根据权利要求1所述超高韧性混凝土，其特征在于，硅灰的比表面积为20000-30000m2/kg。
9.一种如权利要求1-8任一项所述超高韧性混凝土制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将三乙烯四胺加入至氮氮二甲基甲酰胺中，40-60℃搅拌均匀，缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌，加入聚乙烯醇纤维，调节体系呈中性，80-100℃搅拌2-4h，冷却至室温，加入水使沉淀完全，减压抽滤，洗涤，干燥，粉碎得到接枝聚乙烯醇纤维；
S2、将水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸高效减水剂、水搅拌均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维搅拌，加入多元胺固化剂混合均匀，60-80℃静置45-75min，静置过程中维持稳定的负压，得到水泥预混料；
S3、将水泥预混料养护3-6天，养护温度为25±2℃，养护相对湿度为90±5%，得到超高韧性混凝土。
CN202111178511.9A 2021-10-10 2021-10-10 一种超高韧性混凝土及其制备方法 Active CN113831086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111178511.9A CN113831086B (zh) 2021-10-10 2021-10-10 一种超高韧性混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111178511.9A CN113831086B (zh) 2021-10-10 2021-10-10 一种超高韧性混凝土及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113831086A CN113831086A (zh) 2021-12-24
CN113831086B true CN113831086B (zh) 2022-11-08

Family

ID=78968258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111178511.9A Active CN113831086B (zh) 2021-10-10 2021-10-10 一种超高韧性混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113831086B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114956682B (zh) * 2022-05-11 2023-04-18 广西军泰建材有限公司 一种利用工业固废生产的混凝土及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181008C (zh) * 2003-05-28 2004-12-22 武汉理工大学 黑色轻质桥面铺装层混凝土
CN100591639C (zh) * 2007-10-25 2010-02-24 武汉理工大学 高强高韧性轻集料混凝土的制备方法
US20130109782A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Hemant K.J. Ladva Compositions and methods for improving the toughness of set cements
CN103449786B (zh) * 2013-09-13 2015-05-27 武汉理工大学 一种钢箱梁桥面用水泥基复合材料及其制备和铺装
CN104150843B (zh) * 2014-08-25 2015-11-18 福建巨岸建设工程有限公司 改性竹纤维/聚合物复合高韧性混凝土及其制备方法
CN104923176B (zh) * 2015-04-13 2018-02-06 中山大学 一种树枝状高密度固态胺纤维材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113831086A (zh) 2021-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103030355B (zh) 一种轻质高抗裂水泥混凝土
CN101279833B (zh) 建筑保温砂浆
CN111253119B (zh) 一种氧化石墨烯-硅烷偶联剂-地聚合物复合材料及制备方法
CN108083758B (zh) 一种硫氧镁水泥基复合材料及其制备方法
CN113060997A (zh) 用于地铁疏散平台的rpc盖板及其制备方法
CN111138136A (zh) 一种抗开裂水泥
CN111807790A (zh) 一种用于建筑3d打印的橡胶粉超高延性砂浆及制备
CN111620625A (zh) 一种抗压无空鼓的保温隔热砂浆
CN113860844A (zh) 一种固废再生硫氧镁复合材料及其制备方法
CN113831086B (zh) 一种超高韧性混凝土及其制备方法
CN108373308B (zh) 一种具有超高延性的纤维增强石膏复合材料及其制备方法
CN116655327B (zh) 一种高强防水混凝土及其制备方法
CN110423054B (zh) 含pp纤维的抗折耐久水泥基复合材料
CN112321237A (zh) 一种固废粉煤灰高强泡沫混凝土及其制备方法
CN111153659A (zh) 一种高强度保温混凝土板材的制备方法
CN109400020B (zh) 一种高强度保温抗裂混凝土及其制备方法
CN114349432B (zh) 一种混杂纤维增强自密实高强混凝土及其制备方法
CN107365128B (zh) 废蚕丝增强纤维水泥板及其制备方法
CN113072339A (zh) 一种高韧性水泥基复合材料的制备方法
CN115044232A (zh) 一种钢结构防火涂料及其制备方法、使用方法
CN117466605B (zh) 一种高强度混凝土及其制备方法
CN116003065B (zh) 一种高耐候性玄武岩纤维混凝土及其制备方法
CN115819056B (zh) 一种高性能水工混凝土界面处理剂及其制备方法
CN114524647B (zh) 一种c70高强度树脂混凝土及其制备方法、应用
CN114656217B (zh) 一种抗渗高耐久性大体积混凝土及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant