CN114195434B - 一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114195434B
CN114195434B CN202111657208.7A CN202111657208A CN114195434B CN 114195434 B CN114195434 B CN 114195434B CN 202111657208 A CN202111657208 A CN 202111657208A CN 114195434 B CN114195434 B CN 114195434B
Authority
CN
China
Prior art keywords
red mud
geopolymer
based high
water
agent
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
CN202111657208.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114195434A (zh
Inventor
田崇霏
罗忠涛
王亚洲
刘晓海
李明明
穆元冬
弥杰
张梦
司政凯
郭金洋
欧佳慧
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.)
Henan Renbang Technology Co ltd
Original Assignee
Henan Renbang Technology 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 Henan Renbang Technology Co ltd filed Critical Henan Renbang Technology Co ltd
Publication of CN114195434A publication Critical patent/CN114195434A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114195434B publication Critical patent/CN114195434B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C04B28/006—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 mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • 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
    • C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/005—Geopolymer cements, e.g. reaction products of aluminosilicates with alkali metal hydroxides or silicates
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明属于加固用混凝土技术领域，具体涉及一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法。该压抹加固用地聚合物基高延性混凝土，包括以下原料：矿粉、粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒、细骨料、改性聚乙烯醇纤维、可再分散乳胶粉、减水剂、消泡剂、保水剂等。本发明的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土具有高强度、高韧性、高抗裂性能和高耐久性能，可广泛应用于房屋砌体结构加固或者混凝土结构加固等，经加固处理的砌体结构具有较好的抗震、抗破坏作用。

Description

一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于加固用混凝土技术领域，具体涉及一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法。
背景技术
中国是目前世界上最大的水泥生产国，随着社会的发展和经济的增长，预计未来几年中国对水泥的需求量仍将持续增长。但是水泥行业生产中会排放二氧化碳，现今全球变暖问题是一个涉及人类生存及发展的重大问题，减少温室气体尤其是二氧化碳的排放需要全球各国的共同努力，在满足日益增长的水泥需求的同时减少碳排放是中国乃至全球水泥行业面临的重大挑战。
近几十年来，许多研究人员认为地聚合物是普通硅酸盐水泥的良好替代品，由于地聚合物的生产完全不需要硅酸盐水泥，被公认为是一种绿色低碳的胶凝材料，其推广应用可以减少空气中的碳排放，此外，地聚合物还具有需水量小、快硬早强、耐久好等诸多优异性能。
利用地聚合物来制备混凝土取得了一定的成果，但是，在不断地研究中，发现应用过程中还存在一些问题。地聚合物制备混凝土需要使用水玻璃来作为碱激发剂，并加入聚合物高分子乳液和纤维来进行材料改性，制备出的地聚合物混凝土新拌浆体粘稠，工作流动性不佳，原因在于水玻璃碱激发剂固含量比较高，本身就具有粘性，再加入聚合物高分子乳液和纤维后，新拌浆体更粘，影响了使用效果，还有待进一步的改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土，以质量份计，包括以下原料：矿粉10-20份、粉煤灰20-30份、改性赤泥自分散颗粒1-8份、细骨料35-65份、改性聚乙烯醇纤维1-3份、可再分散乳胶粉1-3份、减水剂0.05-0.15份、消泡剂0-0.1份、保水剂0.02-0.05份、悬浮剂0.05-0.2份、液态水玻璃2-3份、氢氧化钠0.5-2份和水。所述水的用量为其他原料总和的0.3-0.5倍。
所述改性赤泥自分散颗粒由赤泥干燥脱水后经十六烷基三甲氧基硅烷改性所得。
所述改性赤泥自分散颗粒的改性方法为：先配制3-6wt%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液，将干燥脱水后的赤泥加入十六烷基三甲氧基硅烷溶液中，搅拌分散，过滤出赤泥湿料，干燥后即为改性赤泥自分散颗粒。
所述改性聚乙烯醇纤维长度6-12mm，断裂强度≥1200MPa，耐碱性能≥95%。
所述矿粉的比表面积≥340m2/kg，矿粉为S95或S105级矿粉；所述粉煤灰为电厂I级或II级粉煤灰，为F粉煤灰；所述细骨料为级配细河沙或细石英砂，细度模数为0.5-2.5。
所述可再分散乳胶粉为瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述减水剂为三聚氰胺减水剂或聚羧酸减水剂，三聚氰胺减水剂的减水率≥10%，聚羧酸减水剂的减水率≥20%；所述消泡剂为P803有机硅消泡剂或DF06聚醚类消泡剂。
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚有机保水剂，其粘度为100000Pa.S；所述悬浮剂为温轮胶。
所述液态水玻璃为高模透明液态水玻璃，模数3.1-3.4，波美度为39-41；所述氢氧化钠为工业级，粒状，纯度≥99%。
压抹加固用地聚合物基高延性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1）：按比例取各原料，将氢氧化钠加入水中，边倒边用搅拌棒搅拌溶解，放置12小时后得到溶解液，再将液态水玻璃加入溶解液中，边倒边用搅拌棒搅拌均匀，再放置12小时放置后得到混合液；
2）：将矿粉、粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒、细骨料、可再分散乳胶粉、减水剂、消泡剂、保水剂、悬浮剂依次倒入干混搅拌机中进行搅拌预混均匀得干混料，干混搅拌机搅拌时间应不少于2分钟；
3）：向80%步骤1）的混合液中边搅拌边加入步骤2）的干混料，混匀后加入改性聚乙烯醇纤维，搅拌5分钟直至纤维分散均匀，混匀后加入剩余20%的混合液，搅拌3分钟后停止搅拌得到地聚合物基高延性混凝土混合料。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1、本发明中加入了改性赤泥，赤泥经过十六烷基三甲氧基硅烷改性，在水热条件下，十六烷基三甲氧基硅烷发生水解，一端的烷氧基水解成硅羟基，取向于赤泥表面，与赤泥表面的亲水基团（-OH）发生水解缩聚反应，赤泥表面由亲水基团（-OH）变为疏水基团（-OSi-十六烷基）。赤泥完成改性后，在水化前期，赤泥中的碱性物质被疏水表面封存没有被释放，此时体系中水玻璃起主导碱激发作用促进水化反应的进行，随着水化反应的进行，到水化中后期时赤泥的颗粒疏水表面被破坏，赤泥颗粒内的碱性物质（加藤石、方钠石和方解石）由于赋存状态不同，随着水化的进行被次第释放，发挥持续补碱作用。当混凝土在后期使用过程中，如若出现裂缝，水分向内渗透的过程中，前期未反应或未完全释放出碱组分的改性赤泥自分散颗粒向裂缝中的水释放碱组分，激发未水化完全的地聚合物基高延性混凝土发生二次水化，水化产物填充裂缝，实现自愈。
2、本发明的另一优势是，赤泥经过十六烷基三甲氧基硅烷改性后，其表面变为疏水基团，其分散能力大大增强，加入到地聚合物混凝土中能够大幅度降低新拌地聚合物混凝土浆体的粘度，大大改善其工作性和施工性。另一方面，改性之后的赤泥颗粒中具有潜在的水硬活性，可以作为地聚合物混凝土的密实填充材料和胶凝材料，水化前期主要对地聚合物混凝土的微孔起到密实填充作用，提高前期强度，水化后期颗粒疏水表面被碱溶蚀活性被激发，直接参与胶凝材料体系的水化反应，亦有利于地聚合物混凝土后期强度的发展。
3、本发明中，保水剂主要赋予地聚合物基高延性混凝土压抹加固施工后足够的保水能力，防止其凝结硬化前失水过快而开裂。悬浮剂主要赋予地聚合物基高延性混凝土良好的施工性和抗流挂性。液态水玻璃为碱激发剂，能将水硬性能力较弱的矿粉、粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒活性进行化学激发，产生足够的强度。氢氧化钠调节液态水玻璃的模数，以使其更好地激活矿粉、粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒的活性。改性聚乙烯醇纤维对地聚合物进行结构增韧，使其满足要求的韧性，同时使地聚合物具有一定的抗开裂能力。可再分散乳胶粉：对地聚合物进行化学增韧改性，赋予地聚合物一定的抗开裂能力。
4、本发明的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土具有高强度、高韧性、高抗裂性能和高耐久性能，可广泛应用于房屋砌体结构加固或者混凝土结构加固等加固处理，经加固处理的砌体结构具有较好的抗震、抗破坏作用。
5、本发明的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土使用了大量的工业固体废弃物（矿渣、粉煤灰、赤泥等），实现了变废为宝，是利用固体废弃物进行资源循环利用的一大方向。
附图说明
图1为赤泥改性前的电镜图；
图2为赤泥自分散颗粒改性后的电镜图；
图3为添加未改性赤泥制备的混凝土实验室试块；
图4 添加改性赤泥自分散颗粒制备的地聚合物基高延性混凝土实验室试块；
图5中左边方框区域为添加未改性赤泥制备的混凝土加固施工效果图，右边方框区域为添加改性赤泥自分散颗粒制备的地聚合物基高延性混凝土加固施工效果图；
图6为图5中左边方框区域的放大图；
图7为图5中右边方框区域的放大图；
图8为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
以下实施例中所使用的部分原料要求：
所述改性聚乙烯醇纤维断裂强度≥1200MPa，耐碱性能≥95%，为环氧树脂改性、甲醛改性或氯乙烯改性。
所述矿粉的比表面积≥340m2/kg；所述粉煤灰为电厂I级或II级粉煤灰，为F粉煤灰；所述细骨料细度模数为0.5-2.5。
所述三聚氰胺减水剂的减水率≥10%，聚羧酸减水剂的减水率≥20%。
所述液态水玻璃为高模透明液态水玻璃，模数3.1-3.4，波美度为39-41；所述工业级氢氧化钠为粒状，纯度≥99%。
实施例1：
本实施例压抹加固用地聚合物基高延性混凝土包括1500g的S95矿粉、2500g的I级粉煤灰、500g的改性赤泥自分散颗粒（3%十六烷基三甲氧基硅烷溶液改性，改性赤泥自分散颗粒的电镜图如图2所示，颗粒较细，团聚现象明显减弱，分散性较好，赤泥中的结晶碱被硅烷偶联剂疏水表面包裹于颗粒中）、4777g的细河沙、200g的6mm长改性聚乙烯醇纤维、200g的瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5g的聚羧酸减水剂、5g的P803有机硅消泡剂、3g的10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、10g的温轮胶、200g的液态水玻璃、100g的工业级氢氧化钠及4000g的水。
步骤1：分别按配比称取工业级氢氧化钠、液态水玻璃和水，首先将工业级氢氧化钠缓缓倒入所称的水中，边倒边用搅拌棒搅拌溶解，放置12小时后得溶解液，然后将称好的液态水玻璃缓缓倒入所得溶解液中，边倒边用搅拌棒搅拌均匀，再放置12小时得混合液。
步骤2：将S95矿粉、I级粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒、细河沙、瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚羧酸减水剂、P803有机硅消泡剂、羟丙基甲基纤维素醚、温轮胶分别计量，然后将所称各干粉料依次倒入干混搅拌机中进行搅拌预混均匀得干混料，干混搅拌机搅拌时间不少于2分钟。
步骤3：按配合比称取所需的6mm长改性聚乙烯醇纤维。
步骤4：现场应用时，先向卧式搅拌机中加入80%步骤1所得的混合液，然后边搅拌边加入步骤2所得的粉料，至混合均匀后再一次性投入步骤3所得的改性聚乙烯醇纤维，搅拌5分钟直至纤维分散均匀，最后再加入剩余20%步骤1所得的混合液，搅拌3分钟后停止搅拌，得到压抹加固用地聚合物基高延性混凝土混合料。
经检测，实施例1得到的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土的初凝时间为4.3h，稠度为43mm，3d等效弯曲韧性为143.6kj/m3， 28d等效弯曲韧性为120.3kj/m3，60天等效弯曲韧性为113.6kj/m3；3d等效弯曲强度为6.4N/mm2， 28d等效弯曲强度为8.6N/mm2，60d等效弯曲强度为9.1N/mm2；3d抗折强度为9.8 N/mm2，28d抗折强度为11.6 N/mm2，60d抗折强度为13.7N/mm2；3d立方体抗压强度为37.4N/mm2，28d立方体抗压强度为55.3N/mm2，60天立方体抗压强度为62.3N/mm2；与基材砖的粘结强度为2.66MPa。
实施例1的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土制成实验室试块的的照片如图4所示，可以看出，相同配比及试验条件下，添加改性赤泥自分散颗粒的地聚合物基高延性混凝土粘稠度下降，工作性较好，成型试块表面光滑而致密。实施例1的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土加固施工后的效果图如图5（右边方框）、图7所示，可以看出，混凝土的工作性较好，施工后表面比较光滑，缺陷大幅度减少。
对比例1：将实施例1中的改性赤泥自分散颗粒换成等掺量的未改性赤泥，其他不变。（未改性赤泥的电镜图如图1所示，颗粒较粗，形成团聚体，分散性较差，赤泥中的碱部分吸附结晶在其颗粒表面，图中白色颗粒为结晶碱）
经检测，对比例1得到的混凝土的初凝时间为3.9h，稠度为18mm，3d等效弯曲韧性为135.4kj/m3， 28d等效弯曲韧性为108.6kj/m3，60天等效弯曲韧性为101.3kj/m3；3d等效弯曲强度为5.7N/mm2， 28d等效弯曲强度为7.2N/mm2，60d等效弯曲强度为8.3N/mm2；3d抗折强度为7.6N/mm2，28d抗折强度为9.9 N/mm2，60d抗折强度为11.9N/mm2；3d立方体抗压强度为34.3N/mm2，28d立方体抗压强度为52.2N/mm2，60天立方体抗压强度为57.6N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.85MPa。
对比例1的混凝土制成实验室试块的照片如图3所示，可以看出添加未改性赤泥的混凝土比较粘稠，工作性不佳，成型试块表面有大量气孔等缺陷，试件不致密。对比例1的混凝土加固施工后的效果图如图5（左边方框）、图6所示，可以看出，混凝土的工作性欠佳，施工后表面比较粗糙，缺陷较多。
实施例2：
本实施例的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土包括2000g的S95矿粉、2700g的I级粉煤灰、300g的改性赤泥自分散颗粒（5%十六烷基三甲氧基硅烷溶液改性）、4113g的细石英砂、150g的9mm长改性聚乙烯醇纤维、300g的瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10g的聚羧酸减水剂、5g的DF06聚醚消泡剂、2g的10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、20g的温轮胶、250g的液态水玻璃、150g的工业级氢氧化钠及3500g的水。
步骤1：分别按配比称取工业级氢氧化钠、液态水玻璃和水，首先将工业级氢氧化钠缓缓倒入所称的水中，边倒边用搅拌棒搅拌溶解，放置12小时后得溶解液，然后将称好的液态水玻璃缓缓倒入所得溶解液中，边倒边用搅拌棒搅拌均匀，再放置12小时得混合液。
步骤2：将S95矿粉、I级粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒、细石英砂、瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚羧酸减水剂、DF06聚醚类消泡剂、羟丙基甲基纤维素醚、温轮胶分别计量，然后将所称各干粉料依次倒入干混搅拌机中进行搅拌预混均匀得干混料，干混搅拌机搅拌时间不少于2分钟。
步骤3：按配合比称取所需的9mm长改性聚乙烯醇纤维。
步骤4：现场应用时，先向卧式搅拌机中加入80%步骤1所得的混合液，然后边搅拌边加入步骤2所得的粉料，至混合均匀后再一次性投入步骤3所得的改性聚乙烯醇纤维，搅拌5分钟直至纤维分散均匀，最后再加入剩余20%步骤1所得的混合液，搅拌3分钟后停止搅拌，得到压抹加固用地聚合物基高延性混凝土混合料。
经检测，实施例2得到的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土的初凝时间为3.5h，稠度为40mm，3d等效弯曲韧性为145.7kj/m3，28d等效弯曲韧性为108.6kj/m3，60天等效弯曲韧性为103.4kj/m3；3d等效弯曲强度为6.2N/mm2，28d等效弯曲强度为8.1N/mm2，60d等效弯曲强度为8.5N/mm2；3d抗折强度为9.4 N/mm2，28d抗折强度为10.7N/mm2，60d抗折强度为12.5N/mm2；3d立方体抗压强度为34.3N/mm2，28d立方体抗压强度为48.6N/mm2，60天立方体抗压强度为60.1N/mm2；与基材砖的粘结强度为2.32MPa。
对比例2：将实施例2中的改性赤泥自分散颗粒换成等掺量的未改性赤泥，其他不变。
经检测，对比例2得到的混凝土的初凝时间为3.1h，稠度为19mm，3d等效弯曲韧性为138.6kj/m3，28d等效弯曲韧性为98.4kj/m3，60天等效弯曲韧性为87.3kj/m3；3d等效弯曲强度为5.4N/mm2，28d等效弯曲强度为7.3N/mm2，60d等效弯曲强度为7.9N/mm2；3d抗折强度为8.3 N/mm2，28d抗折强度为8.9N/mm2，60d抗折强度为10.2N/mm2；3d立方体抗压强度为28.4N/mm2，28d立方体抗压强度为45.4N/mm2，60天立方体抗压强度为54.2N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.62MPa。
实施例3：
本实施例的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土包括2000g的S105矿粉、3550g的I级粉煤灰、450g的改性赤泥自分散颗粒（4%十六烷基三甲氧基硅烷溶液改性）、2961g的细石英砂、300g的6mm长改性聚乙烯醇纤维、300g的瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、15g的三聚氰胺减水剂、10g的P803有机消泡剂、4g的10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、10g的温轮胶、300g的液态水玻璃、100g的工业级氢氧化钠及4000g的水。
步骤1：分别按配比称取工业级氢氧化钠、液态水玻璃和水，首先将工业级氢氧化钠缓缓倒入所称的水中，边倒边用搅拌棒搅拌溶解，放置12小时后得溶解液，然后将称好的液态水玻璃缓缓倒入所得溶解液中，边倒边用搅拌棒搅拌均匀，再放置12小时得混合液。
步骤2：将S105矿粉、I级粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒、细石英砂、瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三聚氰胺减水剂、P803有机硅消泡剂、10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、温轮胶分别计量，然后将所称各干粉料依次倒入干混搅拌机中进行搅拌预混均匀得干混料，干混搅拌机搅拌时间不少于2分钟。
步骤3：按配合比称取所需的6mm长改性聚乙烯醇纤维。
步骤4：现场应用时，先向卧式搅拌机中加入80%步骤1所得的混合液，然后边搅拌边加入步骤2所得的粉料，至混合均匀后再一次性投入步骤3所得的改性聚乙烯醇纤维，搅拌5分钟直至纤维分散均匀，最后再加入剩余20%步骤1所得的混合液，搅拌3分钟后停止搅拌，得到压抹加固用地聚合物基高延性混凝土混合料。
经检测，实施例3得到的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土的初凝时间为5.3h，稠度为45mm，3d等效弯曲韧性为138.7kj/m3， 28d等效弯曲韧性为124.6kj/m3，60天等效弯曲韧性为98.6kj/m3；3d等效弯曲强度为7.5N/mm2，28d等效弯曲强度为9.4N/mm2，60d等效弯曲强度为9.9N/mm2；3d抗折强度为9.8N/mm2，28d抗折强度为12.3N/mm2，60d抗折强度为14.7N/mm2；3d立方体抗压强度为42.3N/mm2，28d立方体抗压强度为51.2N/mm2，60天立方体抗压强度为58.7N/mm2；与基材砖的粘结强度为2.45MPa。
对比例3：将实施例3中的改性赤泥自分散颗粒换成等掺量的未改性赤泥，其他不变。
经检测，对比例3得到的混凝土的初凝时间为4.2h，稠度为22mm，3d等效弯曲韧性为132.3kj/m3, 28d等效弯曲韧性为115.4kj/m3，60天等效弯曲韧性为89.7kj/m3；3d等效弯曲强度为6.8N/mm2， 28d等效弯曲强度为8.2N/mm2，60d等效弯曲强度为9.0N/mm2；3d抗折强度为8.6N/mm2，28d抗折强度为11.0N/mm2，60d抗折强度为12.5N/mm2；3d立方体抗压强度为39.7N/mm2，28d立方体抗压强度为43.3N/mm2，60天立方体抗压强度为53.2N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.22MPa。
实施例4：
本实施例的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土包括1000g的S95矿粉、2500g的II级粉煤灰、500g的改性赤泥自分散颗粒（6%十六烷基三甲氧基硅烷溶液改性）、5480g的细河砂、100g的12mm长改性聚乙烯醇纤维、100g的瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5g的三聚氰胺减水剂、10g的DF06聚醚消泡剂、5g的10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、20g的温轮胶、200g的液态水玻璃、80g的工业级氢氧化钠及5000g的水。
步骤1：分别按配比称取工业级氢氧化钠、液态水玻璃和水，首先将工业级氢氧化钠缓缓倒入所称的水中，边倒边用搅拌棒搅拌溶解，放置12小时后得溶解液，然后将称好的液态水玻璃缓缓倒入所得溶解液中，边倒边用搅拌棒搅拌均匀，再放置12小时得混合液。
步骤2：将S95矿粉、II级粉煤灰、改性微珠自分散颗粒、细河沙、瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三聚氰胺减水剂、DF06聚醚消泡剂、10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、温轮胶分别计量，然后将所称各干粉料依次倒入干混搅拌机中进行搅拌预混均匀得干混料，干混搅拌机搅拌时间不少于2分钟。
步骤3：按配合比称取所需的9mm长改性聚乙烯醇纤维。
步骤4：现场应用时，先向卧式搅拌机中加入80%步骤1所得的混合液，然后边搅拌边加入步骤2所得的粉料，至混合均匀后再一次性投入步骤3所得的改性聚乙烯醇纤维，搅拌5分钟直至纤维分散均匀，最后再加入剩余20%步骤1所得的混合液，搅拌3分钟后停止搅拌，得到压抹加固用地聚合物基高延性混凝土混合料。
经检测，实施例4得到的压抹加固用地聚合物基高延性混凝土的初凝时间为7.3h，稠度为45mm，3d等效弯曲韧性为103.4kj/m3，28d等效弯曲韧性为90.2kj/m3，60天等效弯曲韧性为84.7kj/m3；3d等效弯曲强度为6.5N/mm2，28d等效弯曲强度为7.2N/mm2，60d等效弯曲强度为8.7N/mm2；3d抗折强度为7.4N/mm2，28d抗折强度为9.6N/mm2，60d抗折强度为11.8N/mm2；3d立方体抗压强度为33.1N/mm2，28d立方体抗压强度为43.5N/mm2，60天立方体抗压强度为54.2N/mm2；与基材砖的粘结强度为2.03MPa。
对比例4：将实施例4中的改性赤泥自分散颗粒换成等掺量的未改性赤泥，其他不变。
经检测，对比例4得到的混凝土的初凝时间为6.2h，稠度为26mm，3d等效弯曲韧性为97.2kj/m3，28d等效弯曲韧性为83.8kj/m3，60天等效弯曲韧性为76.6kj/m3；3d等效弯曲强度为6.0N/mm2，28d等效弯曲强度为6.5N/mm2，60d等效弯曲强度为7.1N/mm2；3d抗折强度为6.8N/mm2，28d抗折强度为8.9N/mm2，60d抗折强度为10.4N/mm2；3d立方体抗压强度为27.1N/mm2，28d立方体抗压强度为38.6N/mm2，60天立方体抗压强度为45.2N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.13MPa。
由实施例1-4和相应的对比例1-4可以看出，当改性赤泥自分散颗粒替换为普通未改性的赤泥之后，混凝土的粘度明显增加导致工作性衡量指标稠度出现明显的下降，对比例1-4所加赤泥未改性，混凝土的粘度较大，稠度较小，施工性不足，力学性能3d等效弯曲韧性、28d等效弯曲韧性、60天等效弯曲韧性、3d等效弯曲强度、28d等效弯曲强度、60d等效弯曲强度、3d抗折强度、28d抗折强度、60d抗折强度、3d立方体抗压强度、28d立方体抗压强度、60天立方体抗压强度以及与基材砖的粘结强度均明显低于相应的掺加改性赤泥的实施例1-4。
实施例5
与实施例1不同的是，赤泥的改性方法不同，先配制3wt%的γ―缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，将干燥脱水后的赤泥加入 乙烯基三乙氧基硅烷中，搅拌分散，过滤出赤泥湿料，干燥后即为改性赤泥自分散颗粒。
制备过程同实施例1。
经检测，实施例5得到的混凝土的初凝时间为3.6h，稠度为13mm，3d等效弯曲韧性为126.7kj/m3， 28d等效弯曲韧性为101.6kj/m3，60天等效弯曲韧性为96.4kj/m3；3d等效弯曲强度为5.3N/mm2， 28d等效弯曲强度为6.5N/mm2，60d等效弯曲强度为7.9N/mm2；3d抗折强度为7.2 N/mm2，28d抗折强度为9.3 N/mm2，60d抗折强度为10.8N/mm2；3d立方体抗压强度为32.6N/mm2，28d立方体抗压强度为44.3N/mm2，60天立方体抗压强度为47.7N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.32MPa。
实施例6
与实施例1不同的是，赤泥的改性方法不同，先配制3wt%的γ―氨丙基三乙氧基硅烷，将干燥脱水后的赤泥加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷中，搅拌分散，过滤出赤泥湿料，干燥后即为改性赤泥自分散颗粒。
制备过程同实施例1。
经检测，实施例6得到的混凝土的初凝时间为4.3h，稠度为11mm，3d等效弯曲韧性为112.7kj/m3， 28d等效弯曲韧性为94.2kj/m3，60天等效弯曲韧性为88.4kj/m3；3d等效弯曲强度为5.1.1N/mm2， 28d等效弯曲强度为6.0N/mm2，60d等效弯曲强度为6.6N/mm2；3d抗折强度为6.9 N/mm2，28d抗折强度为8.6 N/mm2，60d抗折强度为10.1N/mm2；3d立方体抗压强度为29.9N/mm2，28d立方体抗压强度为38.0N/mm2，60天立方体抗压强度为45.9N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.21MPa。
实施例7
本实施例混凝土包括1500g的S95矿粉、1500g的I级粉煤灰、1500g的改性赤泥自分散颗粒（3%十六烷基三甲氧基硅烷溶液改性）、4777g的细河沙、200g的6mm长改性聚乙烯醇纤维、200g的瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5g的聚羧酸减水剂、5g的P803有机硅消泡剂、3g的10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、10g的温轮胶、200g的液态水玻璃、100g的工业级氢氧化钠及4000g的水。
制备过程同实施例1。
经检测，实施例7得到的混凝土的初凝时间为5.7h，稠度为72mm，3d等效弯曲韧性为113.5kj/m3， 28d等效弯曲韧性为87.7kj/m3，60天等效弯曲韧性为72.6kj/m3；3d等效弯曲强度为6.1N/mm2， 28d等效弯曲强度为5.7N/mm2，60d等效弯曲强度为5.1N/mm2；3d抗折强度为8.9N/mm2，28d抗折强度为8.0 N/mm2，60d抗折强度为7.7N/mm2；3d立方体抗压强度为35.4N/mm2，28d立方体抗压强度为48.4N/mm2，60天立方体抗压强度为49.5N/mm2；与基材砖的粘结强度为0.92MPa。
实施例8
本实施例混凝土包括1500g的S95矿粉、3000g的I级粉煤灰、4777g的细河沙、200g的6mm长改性聚乙烯醇纤维、200g的瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5g的聚羧酸减水剂、5g的P803有机硅消泡剂、3g的10万粘度羟丙基甲基纤维素醚、10g的温轮胶、200g的液态水玻璃、100g的工业级氢氧化钠及4000g的水。
制备过程同实施例1。
经检测，实施例8得到的混凝土的初凝时间为2.8h，稠度为10mm，3d等效弯曲韧性为121.3kj/m3， 28d等效弯曲韧性为104.4kj/m3，60天等效弯曲韧性为95.5kj/m3；3d等效弯曲强度为4.8N/mm2， 28d等效弯曲强度为6.0N/mm2，60d等效弯曲强度为6.7N/mm2；3d抗折强度为7.0N/mm2，28d抗折强度为7.8 N/mm2，60d抗折强度为8.4N/mm2；3d立方体抗压强度为36.6N/mm2，28d立方体抗压强度为47.1N/mm2，60天立方体抗压强度为47.4N/mm2；与基材砖的粘结强度为1.33MPa。
由实施例5-6可知，掺加利用 乙烯基三乙氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷改性的赤泥的混凝土各项性能均明显差于用十六烷基三甲氧基硅烷改性的赤泥，甚至低于同掺量的未改性赤泥组，由此可知，选择合适的硅烷偶联剂来改性赤泥至关重要，硅烷偶联剂的结构特性及水解活性影响赤泥的改性效果，本发明利用十六烷基三甲氧基硅烷来改性赤泥形成自分散颗粒具有唯一性。由实施例7可知，改性赤泥自分散颗粒（3%十六烷基三甲氧基硅烷溶液改性）掺量过高，混凝土的凝结时间明显延长，稠度明显增大，各龄期的等效弯曲强度、抗折强度和抗压强度均明显低于对比例1，等效弯曲强度与抗折强度龄期越长数值甚至越低，这是由于改性赤泥自分散颗粒掺量过高，导致混凝土的粘度过低，流挂性不足，施工后出现流挂微观裂缝，各项性能均出现了下降，且随龄期的延长，微裂缝不断扩展，等效弯曲强度、抗折强度均不断下降。由实施例8可知，改性赤泥自分散颗粒不掺加或掺加过低，混凝土的各项性能亦明显低于实施例1，这是因为改性赤泥自分散颗粒具有潜在的水硬活性，可以作为地聚合物混凝土的密实填充材料和胶凝材料，水化前期可以对地聚合物混凝土的微孔起到密实填充作用，提高前期强度，水化后期颗粒疏水表面被碱溶蚀活性被激发，直接参与胶凝材料体系的水化反应，亦有利于地聚合物混凝土后期强度的发展，不掺加或掺量过低，这一效应无法得到发挥或发挥不充分。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土，其特征在于，以质量份计，包括以下原料：矿粉10-20份、粉煤灰20-30份、改性赤泥自分散颗粒1-8份、细骨料35-65份、改性聚乙烯醇纤维1-3份、可再分散乳胶粉1-3份、减水剂0.05-0.15份、消泡剂0-0.1份、保水剂0.02-0.05份、悬浮剂0.05-0.2份、液态水玻璃2-3份、氢氧化钠0.5-2份和水；
所述改性赤泥自分散颗粒由赤泥干燥脱水后经十六烷基三甲氧基硅烷改性所得；所述改性赤泥自分散颗粒的改性方法为：先配制3-6wt%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液，将干燥脱水后的赤泥加入十六烷基三甲氧基硅烷溶液中，搅拌分散，过滤出赤泥湿料，干燥后即为改性赤泥自分散颗粒。
2.根据权利要求1所述的地聚合物基高延性混凝土，其特征在于：所述水的用量为其他原料总和的0.3-0.5倍。
3.根据权利要求1所述的地聚合物基高延性混凝土，其特征在于：所述改性聚乙烯醇纤维长度6-12mm，断裂强度≥1200MPa，耐碱性能≥95%。
4.根据权利要求1所述的地聚合物基高延性混凝土，其特征在于：所述矿粉的比表面积≥340m2/kg，矿粉为S95或S105级矿粉；所述粉煤灰为电厂I级或II级粉煤灰，为F粉煤灰；所述细骨料为级配细河沙或细石英砂，细度模数为0.5-2.5。
5.根据权利要求1所述的地聚合物基高延性混凝土，其特征在于：所述可再分散乳胶粉为瓦克328乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述减水剂为三聚氰胺减水剂或聚羧酸减水剂，三聚氰胺减水剂的减水率≥10%，聚羧酸减水剂的减水率≥20%；所述消泡剂为P803有机硅消泡剂或DF06聚醚类消泡剂。
6.根据权利要求1所述的地聚合物基高延性混凝土，其特征在于：所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚有机保水剂，其粘度为100000Pa.S；所述悬浮剂为温轮胶。
7.根据权利要求1所述的地聚合物基高延性混凝土，其特征在于：所述液态水玻璃为高模透明液态水玻璃，模数为3.1-3.4，波美度为39-41；所述氢氧化钠为工业级，粒状，纯度≥99%。
8.权利要求1所述压抹加固用地聚合物基高延性混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按比例取各原料，将氢氧化钠加入水中，得到溶解液，再将液态水玻璃加入溶解液中，放置后得到混合液；
2）将矿粉、粉煤灰、改性赤泥自分散颗粒、细骨料、可再分散乳胶粉、减水剂、消泡剂、保水剂、悬浮剂混匀得干混料；
3）向80%步骤1）的混合液中加入步骤2）的干混料，混匀后加入改性聚乙烯醇纤维，混匀后加入剩余的混合液，混匀得到压抹加固用地聚合物基高延性混凝土混合料。
CN202111657208.7A 2021-12-16 2021-12-30 一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法 Active CN114195434B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2021115429715 2021-12-16
CN202111542971 2021-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114195434A CN114195434A (zh) 2022-03-18
CN114195434B true CN114195434B (zh) 2022-10-14

Family

ID=80657586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111657208.7A Active CN114195434B (zh) 2021-12-16 2021-12-30 一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114195434B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690772B1 (ko) * 2016-01-29 2016-12-29 박승호 초경량 단면 보수재의 습식 혼합물과 세라믹 급결수지를 모르터 뿜칠장치의 토출부에서 정량혼합하여 분사하는 콘크리트 구조물의 보수공법
CN106431165A (zh) * 2016-10-12 2017-02-22 广西经正科技开发有限责任公司 一种赤泥泡沫砌块及其制备方法
KR20190125325A (ko) * 2017-03-01 2019-11-06 플루오르케미 게엠베하 프랑크푸르트 낮은-, 중간- 또는 높은-온도 부문에서의 민감성 에너지 저장 시스템에서 저장 매체로서 사용하기 위한 신규한 재료 및 이의 생산 방법
CN107188609A (zh) * 2017-04-21 2017-09-22 常州易能科技有限公司 地聚物泡沫混凝土及其制备方法
CN107488009A (zh) * 2017-07-26 2017-12-19 上海理工大学 一种高延性纤维增强沸石‑粉煤灰基地聚合物及制备方法
CN111548085A (zh) * 2020-04-13 2020-08-18 上海二十冶建设有限公司 一种压抹加固高延性混凝土及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114195434A (zh) 2022-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100522865C (zh) 一种自密实纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法
US9090508B2 (en) Geopolymer composite for ultra high performance concrete
CN110256023A (zh) 一种抗冻抗渗抗裂型混凝土及其制备方法
CN106242398B (zh) 一种可用于3d建筑打印的高强高韧防水砂浆材料及其制备方法
CN107265966A (zh) 一种利用高细粉含量机制砂制备桥梁自密实抗裂清水混凝土
CN112374832B (zh) 一种再生骨料混凝土及其制备方法
CN112679190B (zh) 一种用于混凝土底部空腔填充的补强防水砂浆
CN110066160B (zh) 一种人造岗石复合硫氧镁胶凝材料及其制备方法和应用
CN108483981A (zh) 一种砂浆增强剂及其制备方法
CN113004005A (zh) 一种基于机制砂制备的水泥基灌浆材料
CN115321857A (zh) 一种缓凝型地聚物混凝土及其制备方法
CN108483978B (zh) 一种再生透水混凝土用胶结剂及其制备方法和用途
CN114195434B (zh) 一种压抹加固用地聚合物基高延性混凝土及其制备方法
CN111960755A (zh) 一种以疏浚砂为主要原料的细粒混凝土及其制备方法
CN111362636A (zh) 一种c60碳纤维混凝土及其制备方法
CN115124298B (zh) 一种利用废弃石粉制备的高强再生骨料混凝土及其制备方法
CN112390590B (zh) 一种高粘结性胶凝材料及高强透水水泥混凝土材料
CN114368942A (zh) 一种水泥无机渗透结晶添加剂及其生产工艺
CN109734366B (zh) 一种二氧化硅纳米星改性复合胶凝材料的制备方法
CN106116238A (zh) 一种干粉砂浆塑化增强剂
CN116023093B (zh) 一种利用改性陶瓷抛光粉制备的干混防水砂浆及其制备方法
CN112094081B (zh) 一种砂浆及其制备方法
CN117447143B (zh) 一种抗泛碱地铺石及其制备方法
CN116606111B (zh) 高强抗裂免振捣混凝土及其制备方法和应用
CN113603444B (zh) 一种固废基干混砂浆及其制备方法

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
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220920

Address after: No. 1, North Side of Xinning Avenue, Jiankou Township, Luoning County, Luoyang City, Henan Province, 471000

Applicant after: HENAN RENBANG TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: No. 100, Kexue Avenue, high tech Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province

Applicant before: Zhengzhou University

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant