CN114380560B - 一种c50高强度树脂混凝土及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及高强混凝土技术领域，具体公开了一种C50高强度树脂混凝土及其制备工艺。一种C50高强度树脂混凝土，主要由如下重量份数的原料制成：水泥220‑250份、矿粉90‑120份、粉煤灰70‑90份、硅灰5‑15份、砂720‑780份、粗骨料950‑1000份、外加剂7‑10份、水165‑180份、复合树脂100‑120份、固化剂8‑15份；所述复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比(15‑26):(7‑10)组成。本申请的C50高强度树脂混凝土可用于建筑、水利、道路桥梁工程，其具有强度高、搅拌容易的优点。

Description

一种C50高强度树脂混凝土及其制备工艺
技术领域
本申请涉及高强混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种C50高强度树脂混凝土及其制备工艺。
背景技术
混凝土被广泛应用于房建、水利工程、道路施工、桥梁建设等工程。混凝土根据胶凝材料的品种可以划分为水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。其中，聚合物混凝土是颗粒型有机-无机复合材料，由有机聚合物(如树脂)、无机胶凝材料和骨料结合而成的混凝土，能够提升混凝土的强度、粘结力、耐化学腐蚀等性能。
申请公告号为CN104261747A的中国专利公开了一种高强酚醛树脂混凝土，其原料重量配比如下：酚醛树脂为27-29份；二甲苯为1.5-1.7份；乙酸丁酯为0.7-0.9份；聚氨脂为6.8-7.2份；苯甲醛为1.2-1.4份；丙酮为0.7-0.9份；K2CO3为0.5-0.7份；水泥为7-9份；砂为9-11份；石子为21-23份；二硫化钼为7-9份，平均粒径为5μm；水为11-13份，具有较好的强度和耐磨性。
针对上述的高强酚醛树脂混凝土，发明人认为较多的酚醛树脂加入后，各原料在混合时的粘聚性较差，不易搅拌，混凝土的和易性较差。
发明内容
为了提升混凝土的和易性和搅拌容易度，本申请提供一种C50高强度树脂混凝土及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种C50高强度树脂混凝土，采用如下的技术方案：
一种C50高强度树脂混凝土，水泥220-250份、矿粉90-120份、粉煤灰70-90份、硅灰5-15份、砂720-780份、粗骨料950-1000份、外加剂7-10份、水165-180份、复合树脂100-120份、固化剂8-15份；所述复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比(15-26):(7-10)组成。
通过采用上述技术方案，将配方量的各原料混合均匀制得凝胶材料，掺入硅灰、粉煤灰以及矿粉等活性物质提升了混凝土的强度，同时复合树脂均匀分散在凝胶材料内固化形成交联网状结构，进一步提升混凝土的力学性能。但随着活性物质的加入，凝胶材料的粘聚力发生变化，流动性下降，此时复合树脂中的液态酚醛树脂和固态酚醛树脂复配使用可以降低凝胶材料中颗粒物体之间的界面张力，提升各颗粒物料之间的滑移、流动性能，大大提升了凝胶材料的和易性，更易于搅拌，提高凝胶材料的均匀性。
优选的，所述液态酚醛树脂为2124酚醛树脂、2127酚醛树脂、2130酚醛树脂中的一种。
通过采用上述技术方案，优化和调整液态酚醛树脂的种类，使得复合树脂在胶凝材料内固化过程中产生较小的收缩应力，提升混凝土的抗开裂性能。同时改善凝胶材料中各颗粒原料之间的界面状态，进一步提升胶凝材料的和易性。
优选的，所述液态酚醛树脂由2124酚醛树脂、2127酚醛树脂按质量比(10-18):(3-7)组成。
通过采用上述技术方案，试验和调整液态酚醛树脂的组分配比，进一步降低胶凝材料中各颗粒原料之间的界面张力，改善混凝土的和易性和搅拌性能。
优选的，所述固态酚醛树脂的平均粒径为100-150μm。
通过采用上述技术方案，调整和优化固态酚醛树脂的平均粒径，使得固态酚醛树脂与液态酚醛树脂之间的聚合状态更佳，获得更好的交联状态和搅拌性能。
进一步优选的，所述固态酚醛树脂经过酰氯改性处理，所述固态酚醛树脂经过酰氯改性处理是采用包括以下步骤的方法：
1)、将固态酚醛树脂溶到甲苯里，然后加三乙胺混合均匀制得混合料；
2)、将酰氯加入混合料中反应5-7h后去除溶剂即得。
通过采用上述技术方案，经过酰氯改性处理后的固态酚醛树脂与液态酚醛树脂进行固化反应时的反应活性更高，固化温度降低，缩短了固化时间。同时，形成的交联树脂极性更大，使得胶凝材料中颗粒原料之间的粘聚状态更佳，更易搅拌。
优选的，所述酰氯为苯磺酰氯、均三甲苯酰氯、丙烯酰氯中的至少一种。
进一步优选的，所述酰氯由按苯磺酰氯、丙烯酰氯按质量比(10-12):(3-7)组成。
优选的，所述复合树脂与粗骨料的质量比为(0.105-0.12):1。
通过采用上述技术方案，优化和调整复合树脂与粗骨料之间的组成和配比，改善胶凝材料之间的内部张力、立体收缩性能，提升粗骨料与其他颗粒物料之间的粘聚性，提升了混凝土的搅拌容易度。
优选的，所述原料中还包括(2-3.5)重量份数的丁醚化密氨树脂。
通过采用上述技术方案，在胶凝材料中加入丁醚化密氨树脂，与复合树脂形成的交联结构进行接枝，改善颗粒原料之间的粘聚性和界面张力，进一步提升混凝土的搅拌性能。
第二方面，本申请提供一种C50高强度树脂混凝土的制备工艺，采用如下的技术方案：
一种C50高强度树脂混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
S1：将配方量的水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、粗骨料混合均匀制得中间料；
S2：将水、外加剂、复合树脂与中间料混合均匀即得。
通过采用上述技术方案，将水泥、砂、粗骨料等原料混合均匀，然后在加入矿粉、粉煤灰、硅灰等活性原料，然后在复合树脂的交联、粘聚作用下混合制得均匀的胶凝材料，并在液态酚醛树脂、固态酚醛树脂的复配使用下，改善颗粒原料之间的界面状态，提升混凝土的搅拌容易度和和易性。
优选的，所述步骤S2中将水、外加剂、复合树脂与中间料混合均匀是以200-300rpm的搅拌速度进行混合。
通过采用上述技术方案，以较合适的搅拌速度对原料进行混合，使得液态酚醛树脂与固态酚醛树脂固化形成更好的进行交联结构，获得更好的搅拌性能。
优选的，所述步骤S2中将水、外加剂、复合树脂与中间料混合均匀还包括添加(2-3.5)重量份数丁醚化密氨树脂的步骤。
通过采用上述技术方案，加入丁醚化密氨树脂后进一步改善混凝土颗粒原料之间的粘聚状态，提升混凝土的搅拌容易度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用液态酚醛树脂与固态酚醛树脂进行复配使用，在胶凝材料内形成稳定的交联结构，改善胶凝材料中颗粒之间中界面状态，提升混凝土的搅拌性能。
2、本申请中优选液态酚醛树脂的种类配比、固态酚醛树脂的粒径，进一步提升混凝土的搅拌容易度。
3、采用本申请的C50高强度树脂混凝土具有较高的力学性能和搅拌容易度。
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。
本申请实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售。
实施例
实施例1
本实施例的C50高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥220kg、矿粉90kg、粉煤灰70kg、硅灰5kg、砂720kg、粗骨料950kg、外加剂7kg、水165kg、复合树脂100kg、固化剂8kg。复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比15:7组成。
其中，水泥为标号50.5的普通硅酸盐水泥。矿粉的比表面积为400㎡/kg。粉煤灰为一级粉煤灰。硅灰的比表面积为22000㎡/kg。外加剂为高效聚羧酸减水剂，减水率25％。砂的细度模数为2.5。固化剂为NL固化剂。液态酚醛树脂为2127酚醛树脂，固含量为50％。固态酚醛树脂为2123酚醛树脂粉，平均粒径为100μm。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺，包括如下的步骤：
S1：将配方量的水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、粗骨料在搅拌机内以150rpm的搅拌速度搅拌15min，混合均匀制得中间料；
S2：将水、外加剂、复合树脂与中间料以200rpm的搅拌速度混合均匀即得。
实施例2
本实施例的C50高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥250kg、矿粉120kg、粉煤灰90kg、硅灰15kg、砂780kg、粗骨料1000kg、外加剂10kg、水180kg、复合树脂120kg、固化剂15kg。复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比15:7组成。
其中，水泥为标号50.5的普通硅酸盐水泥。矿粉的比表面积为400㎡/kg。粉煤灰为一级粉煤灰。硅灰的比表面积为22000㎡/kg。外加剂为高效聚羧酸减水剂，减水率25％。砂的细度模数为2.5。固化剂为NL固化剂。液态酚醛树脂为2127酚醛树脂，固含量为50％。固态酚醛树脂为2123酚醛树脂粉，平均粒径为100μm。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺，包括如下的步骤：
S1：将配方量的水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、粗骨料在搅拌机内以200rpm的搅拌速度搅拌30min，混合均匀制得中间料；
S2：将水、外加剂、复合树脂与中间料以300rpm的搅拌速度混合均匀即得。
实施例3
本实施例的C50高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥250kg、矿粉110kg、粉煤灰80kg、硅灰12kg、砂750kg、粗骨料980kg、外加剂8kg、水170kg、复合树脂110kg、固化剂12kg。复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比15:7组成。
其中，水泥为标号50.5的普通硅酸盐水泥。矿粉的比表面积为400㎡/kg。粉煤灰为一级粉煤灰。硅灰的比表面积为22000㎡/kg。外加剂为高效聚羧酸减水剂，减水率25％。砂的细度模数为2.5。固化剂为NL固化剂。液态酚醛树脂为2127酚醛树脂，固含量为50％。固态酚醛树脂为2123酚醛树脂粉，平均粒径为100μm。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺，包括如下的步骤：
S1：将配方量的水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、粗骨料在搅拌机内以180rpm的搅拌速度搅拌30min，混合均匀制得中间料；
S2：将水、外加剂、复合树脂与中间料以260rpm的搅拌速度混合均匀即得。
实施例4
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例3的不同之处在于：原料中复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比26:10组成，其余的与实施例3中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例3相同。
实施例5
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例3的不同之处在于：原料中复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比23:8组成，其余的与实施例3中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例3相同。
实施例6
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例5的不同之处在于：原料中液态酚醛树脂为2130酚醛树脂，固含量为80％，其余的与实施例5中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例5相同。
实施例7
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例5的不同之处在于：原料中液态酚醛树脂为2124酚醛树脂，固含量为55％，其余的与实施例5中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例5相同。
实施例8
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例7的不同之处在于：原料中液态酚醛树脂由2124酚醛树脂、2127酚醛树脂按质量比10:3组成，其余的与实施例7中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例7相同。
实施例9
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例7的不同之处在于：原料中液态酚醛树脂由2124酚醛树脂、2127酚醛树脂按质量比18:7组成，其余的与实施例7中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例7相同。
实施例10
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例8的不同之处在于：原料中固态酚醛树脂的平均粒径为150μm，其余的与实施例8中相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例8相同。
实施例11
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例10的不同之处在于：原料中还包括有2kg的丁醚化密氨树脂，其余的与实施例10中相同。
本实施例的固态酚醛树脂经酰氯改性处理方法与实施例10相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例10相同。
实施例12
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例10的不同之处在于：原料中还包括有3.5kg的丁醚化密氨树脂，其余的与实施例10中相同。
本实施例的固态酚醛树脂经酰氯改性处理方法与实施例10相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例10相同。
实施例13
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中固态酚醛树脂经过酰氯改性处理，其余的与实施例12中相同。
本实施例的固态酚醛树脂经酰氯改性处理，采用如下步骤的方法：
1)、将固态酚醛树脂溶到甲苯里，然后加三乙胺混合均匀制得混合料；
2)、将酰氯加入混合料中反应5h后去除溶剂即得。
其中，酰氯为苯磺酰氯。酰氯、三乙胺、固态酚醛树脂的摩尔比为1:1:1。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例12相同。
实施例14
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中固态酚醛树脂经过酰氯改性处理，其余的与实施例12中相同。
本实施例的固态酚醛树脂经酰氯改性处理，采用如下步骤的方法：
1)、将固态酚醛树脂溶到甲苯里，然后加三乙胺混合均匀制得混合料；
2)、将酰氯加入混合料中反应7h后去除溶剂即得。
其中，酰氯为均三甲苯酰氯。酰氯、三乙胺、固态酚醛树脂的摩尔比为1:1.5:1.5。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例12相同。
实施例15
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中固态酚醛树脂经过酰氯改性处理，其余的与实施例12中相同。
本实施例的固态酚醛树脂经酰氯改性处理，采用如下步骤的方法：
1)、将固态酚醛树脂溶到甲苯里，然后加三乙胺混合均匀制得混合料；
2)、将酰氯加入混合料中反应6h后去除溶剂即得。
其中，酰氯为丙烯酰氯。酰氯、三乙胺、固态酚醛树脂的摩尔比为1:1.2:1.2。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例12相同。
实施例16
本实施例的C50高强度树脂混凝土与实施例15的不同之处在于：固态酚醛树脂的酰氯改性处理方法中，酰氯由苯磺酰氯、丙烯酰氯按质量比11.5:4组成，其余的与实施例15中相同。
本实施例的固态酚醛树脂经酰氯改性处理方法与实施例15相同。
本实施例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例15相同。
对比例
对比例1
本对比例的C50高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥220kg、矿粉90kg、粉煤灰70kg、硅灰5kg、砂720kg、粗骨料950kg、外加剂7kg、水165kg、液态酚醛树脂100kg、固化剂8kg。
其中，水泥为标号50.5的普通硅酸盐水泥。矿粉的比表面积为400㎡/kg。粉煤灰为一级粉煤灰。硅灰的比表面积为22000㎡/kg。外加剂为高效聚羧酸减水剂，减水率25％。砂的细度模数为2.5。固化剂为NL固化剂。液态酚醛树脂为2127酚醛树脂，固含量为50％。
本对比例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例1相同。
对比例2
本对比例的C50高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥220kg、矿粉90kg、粉煤灰70kg、硅灰5kg、砂720kg、粗骨料950kg、外加剂7kg、水165kg、固态酚醛树脂100kg、固化剂8kg。
其中，水泥为标号50.5的普通硅酸盐水泥。矿粉的比表面积为400㎡/kg。粉煤灰为一级粉煤灰。硅灰的比表面积为22000㎡/kg。外加剂为高效聚羧酸减水剂，减水率25％。砂的细度模数为2.5。固化剂为NL固化剂。固态酚醛树脂为2123酚醛树脂粉，平均粒径为100μm。
本对比例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例1相同。
对比例3
本对比例的C50高强度树脂混凝土与实施例1的不同之处：原料中复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比13:15组成，其余的与实施例1相同。
本对比例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例1相同。
对比例4
本对比例的C50高强度树脂混凝土与实施例1的不同之处：原料中液态酚醛树脂为PF-5318，固含量为75％，其余的与实施例1相同。
本对比例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例1相同。
对比例5
本对比例的C50高强度树脂混凝土与实施例7的不同之处在于：原料中液态酚醛树脂由2124酚醛树脂、2127酚醛树脂按质量比22:3组成，其余的与实施例7中相同。
本对比例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例7相同。
对比例6
本对比例的C50高强度树脂混凝土与实施例8的不同之处在于：原料中固态酚醛树脂的平均粒径为500μm，其余的与实施例8中相同。
本对比例的C50高强度树脂混凝土的制备工艺与实施例8相同。
性能检测试验
检测方法
取实施例1-16以及对比例1-6的C50高强度树脂混凝土按国家标准GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能测试试验方法标准》测试和易性；按国家标准GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》测试力学性能，测试结果如表1所示。
表1实施例1-16以及对比例1-6的C50高强度树脂混凝土的性能测试数据
Figure BDA0003497817230000081
Figure BDA0003497817230000091
分析实施例1-3、实施例4-5、实施例6-9以及对比例1-5并结合表1可以看出，优化和调整各原料的组成配比，以及液态酚醛树脂、固态酚醛树脂的组成配比，大大提升了混凝土的和易性和搅拌容易度。
分析实施例10、实施例11-12以及对比例6并结合表1可以看出，调整固态酚醛树脂的粒径以及加入丁醚化密氨树脂后，混凝土的和易性得到进一步提升。
分析实施例13-16并结合表1可以看出，经过酰氯改性后的酚醛树脂形成的胶凝材料的和易性更好，更易搅拌。
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 (5)

1.一种C50高强度树脂混凝土，其特征在于，主要由如下重量份数的原料制成：水泥220-250份、矿粉90-120份、粉煤灰70-90份、硅灰5-15份、砂720-780份、粗骨料950-1000份、外加剂7-10份、水165-180份、复合树脂100-120份、固化剂8-15份；所述复合树脂由液态酚醛树脂与固态酚醛树脂按质量比(15-26):(7-10)组成；所述复合树脂与粗骨料的质量比为(0.105-0.12):1；
所述液态酚醛树脂由2124酚醛树脂、2127酚醛树脂按质量比(10-18):(3-7)组成；
所述固态酚醛树脂的平均粒径为100-150μm；
所述固态酚醛树脂经过酰氯改性处理，采用包括以下步骤的方法：
1)、将固态酚醛树脂溶到甲苯里，然后加三乙胺混合均匀制得混合料；
2)、将酰氯加入混合料中反应5-7h后去除溶剂即得；
所述酰氯由按苯磺酰氯、丙烯酰氯按质量比(10-12):(3-7)组成。
2.根据权利要求1所述的一种C50高强度树脂混凝土，其特征在于，所述原料中还包括(2-3.5)重量份数的丁醚化密胺树脂。
3.一种如权利要求1-2任一所述的C50高强度树脂混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将配方量的水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、粗骨料混合均匀制得中间料；
S2：将水、外加剂、复合树脂与中间料混合均匀即得。
4.根据权利要求3所述的一种C50高强度树脂混凝土的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中将水、外加剂、复合树脂与中间料混合均匀是以200-300rpm的搅拌速度进行混合。
5.根据权利要求3所述的一种C50高强度树脂混凝土的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中将水、外加剂、复合树脂与中间料混合均匀还包括添加(2-3.5)重量份数丁醚化密胺树脂的步骤。
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