CN115504711A - 一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，包括如下步骤：S1、制备改性剂：按照质量份数称取如下组分，木质素、异丁烯、高分子蜡、聚乙烯蜡乳液、聚异戊二烯橡胶和磷酸三丁氧基乙酯，将上述称取的组分研磨成粒径为200‑300目的颗粒状，S2、制备混凝土：按照质量份数称取如下组分，水泥、骨料、水、粉煤灰、改性二氧化硅和减水剂，并将S1中制备的改性剂中加入适量的水混合制得混合溶液，然后将称取的65％‑85％的改性二氧化硅、50％‑70％的水泥、骨料，水、粉煤灰和减水剂以及制得的混合溶液均加入搅拌机中进行搅拌1‑2min，本发明制得的改性混凝土在高抗冻能力和高抗侵蚀能力的基础上，在抗裂抗冲击性能上有了显著的提升。
Description
技术领域
本发明属于改性混凝土领域，更具体地说，尤其涉及一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺。
背景技术
聚合物改性混凝土是在普通水泥混凝土的配方基础上，于水泥混凝土搅拌阶段渗入单体或聚合物，浇筑后经养护和聚合，成型后经养护而成为一种含有机聚合物的水泥混凝土，成为聚合物改性混凝土(PMC)亦称聚合物水泥混凝土(PCC)。
经检索，申请号为201810685539.3的专利公开了一种改性混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：(1)、制作混凝土改性剂：按照配比称取以下组分：钙粉，木质素磺酸钙粉，二氧化硅粉，分散性乳胶粉，煤灰粉；将上述称取的组分混合均匀，形成混凝土改性剂；(2)、制作混凝土：按照配比称取以下组分：硅酸盐水泥，砂、碎石、水、混凝土改性剂；将称取的混凝土改性剂加入称取的1/2-2/3水中搅拌5-6秒形成混合溶液，然后将称取的水泥，砂和混合溶液一起加入混凝土搅拌机中，搅拌15秒，搅拌速度为30-35转/分钟；最后加入称取的碎石和剩余的水，搅拌20秒，搅拌速度为30-35转/分钟，形成混凝土混合料。
上述方案制得的改性混凝土显著提高了抗冻能力和抗侵蚀能力，但是在抗裂和抗冲击性能上尚有欠缺，因此我们提出一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺
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，制得的改性混凝土在高抗冻能力和高抗侵蚀能力的基础上，在抗裂抗冲击性能上有了显著的提升，而提出的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，包括如下步骤：
S1、制备改性剂：按照质量份数称取如下组分，木质素、异丁烯、高分子蜡、聚乙烯蜡乳液、聚异戊二烯橡胶和磷酸三丁氧基乙酯，将上述称取的组分研磨成粒径为200-300目的颗粒状，再将各粉状组分均匀混合，制得改性剂；
S2、制备混凝土：按照质量份数称取如下组分，水泥、骨料、水、粉煤灰、改性二氧化硅和减水剂，并将S1中制备的改性剂中加入适量的水混合制得混合溶液，然后将称取的65％-85％的改性二氧化硅、50％-70％的水泥、骨料，水、粉煤灰和减水剂以及制得的混合溶液均加入搅拌机中进行搅拌1-2min，最后再加入剩余的改性二氧化硅和水泥，再次搅拌2-5min，制得改性混凝土；
优选的，在S1中，通过研磨机对制备改性剂的各组分进行研磨，并将研磨成粉末颗粒的各组分过筛，粒径大于300目的进行二次研磨，待研磨完成后，再将各组分的粉末颗粒倒进混料机中充分的混合。
优选的，在S2中，所述骨料包括天然砂和石料，所述天然砂设置为石英砂，所述天然砂的粒径设置为0.2-1.5mm，所述石料经碎石机加工后得到的尺寸在8-13mm，所述天然砂和石料的质量比为1:3。
优选的，所述改性二氧化硅的制备包括如下步骤：
1)将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中,在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表面；
2)利用步骤1)接枝的氨基与丙烯酸酯类功能化改性配合物迈克尔加成反应,制备得到一种在二氧化硅表面含有长碳链烷基及羟烷基结构的二氧化硅纳米颗粒。
优选的，在S2中，所述搅拌机的搅拌速度为30-50r/min。
优选的，按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素1-5份、异丁烯4-8份、高分子蜡2-6份、聚乙烯蜡乳液5-10份、聚异戊二烯橡胶3-7份以及磷酸三丁氧基乙酯1-5份；混凝土中的各组分，水泥60-80份、骨料中的天然砂100-150份、骨料中的石料300-450份、水50-80份、粉煤灰40-60份、改性二氧化硅10-30份以及减水剂5-10份。
优选的，按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素1份、异丁烯4份、高分子蜡2份、聚乙烯蜡乳液5份、聚异戊二烯橡胶3份以及磷酸三丁氧基乙酯1份；混凝土中的各组分，水泥60份、骨料中的天然砂100份、骨料中的石料300份、水50份、粉煤灰40份、改性二氧化硅10份以及减水剂5份。
优选的，按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素3份、异丁烯6份、高分子蜡4份、聚乙烯蜡乳液8份、聚异戊二烯橡胶5份以及磷酸三丁氧基乙酯3份；混凝土中的各组分，水泥70份、骨料中的天然砂125份、骨料中的石料375份、水65份、粉煤灰50份、改性二氧化硅20份以及减水剂8份。
优选的，按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素5份、异丁烯8份、高分子蜡6份、聚乙烯蜡乳液10份、聚异戊二烯橡胶7份以及磷酸三丁氧基乙酯5份；混凝土中的各组分，水泥80份、骨料中的天然砂150份、骨料中的石料450份、水80份、粉煤灰60份、改性二氧化硅30份以及减水剂10份。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，与现有技术相比，本发明对通过三个实施例制得的三组改性混凝土进行抗冲击试验，取1-2kg的实心铁球，使铁球垂直落下并砸向改性混凝土80-100次，经测试，A、B和C的表面均只产生1-2条裂痕，且裂痕的长度不超过改性混凝土长度的五分之一，裂痕的宽度均小于0.5cm，通过本加工工艺制得的改性混凝土在高抗冻能力和高抗侵蚀能力的基础上，在抗裂抗冲击性能上有了显著的提升。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明提供了一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，包括如下步骤：
S1、制备改性剂：按照质量份数称取如下组分，木质素、异丁烯、高分子蜡、聚乙烯蜡乳液、聚异戊二烯橡胶和磷酸三丁氧基乙酯，将上述称取的组分研磨成粒径为200-300目的颗粒状，再将各粉状组分均匀混合，制得改性剂；
S2、制备混凝土：按照质量份数称取如下组分，水泥、骨料、水、粉煤灰、改性二氧化硅和减水剂，并将S1中制备的改性剂中加入适量的水混合制得混合溶液，然后将称取的65％-85％的改性二氧化硅、50％-70％的水泥、骨料，水、粉煤灰和减水剂以及制得的混合溶液均加入搅拌机中进行搅拌1-2min，最后再加入剩余的改性二氧化硅和水泥，再次搅拌2-5min，制得改性混凝土；
在S1中，通过研磨机对制备改性剂的各组分进行研磨，并将研磨成粉末颗粒的各组分过筛，粒径大于300目的进行二次研磨，待研磨完成后，再将各组分的粉末颗粒倒进混料机中充分的混合。
在S2中，所述骨料包括天然砂和石料，所述天然砂设置为石英砂，所述天然砂的粒径设置为0.2-1.5mm，所述石料经碎石机加工后得到的尺寸在8-13mm，所述天然砂和石料的质量比为1:3。
所述改性二氧化硅的制备包括如下步骤：
1)将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中,在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表面；
2)利用步骤1)接枝的氨基与丙烯酸酯类功能化改性配合物迈克尔加成反应,制备得到一种在二氧化硅表面含有长碳链烷基及羟烷基结构的二氧化硅纳米颗粒。
在S2中，所述搅拌机的搅拌速度为30-50r/min。
按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素1份、异丁烯4份、高分子蜡2份、聚乙烯蜡乳液5份、聚异戊二烯橡胶3份以及磷酸三丁氧基乙酯1份；混凝土中的各组分，水泥60份、骨料中的天然砂100份、骨料中的石料300份、水50份、粉煤灰40份、改性二氧化硅10份以及减水剂5份。
实施例2
与实施例1不同的是，
按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素3份、异丁烯6份、高分子蜡4份、聚乙烯蜡乳液8份、聚异戊二烯橡胶5份以及磷酸三丁氧基乙酯3份；混凝土中的各组分，水泥70份、骨料中的天然砂125份、骨料中的石料375份、水65份、粉煤灰50份、改性二氧化硅20份以及减水剂8份。
实施例3
与实施例1不同的是，
按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素5份、异丁烯8份、高分子蜡6份、聚乙烯蜡乳液10份、聚异戊二烯橡胶7份以及磷酸三丁氧基乙酯5份；混凝土中的各组分，水泥80份、骨料中的天然砂150份、骨料中的石料450份、水80份、粉煤灰60份、改性二氧化硅30份以及减水剂10份。
改性混凝土的配方中各组分的数据见下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 木质素 | 1份 | 3份 | 5份 |
| 异丁烯 | 4份 | 6份 | 8份 |
| 高分子蜡 | 2份 | 4份 | 6份 |
| 聚乙烯蜡乳液 | 5份 | 8份 | 10份 |
| 聚异戊二烯橡胶 | 3份 | 5份 | 7份 |
| 磷酸三丁氧基乙酯 | 1份 | 3份 | 5份 |
| 水泥 | 60份 | 70份 | 80份 |
| 天然砂 | 100份 | 125份 | 150份 |
| 石料 | 300份 | 375份 | 450份 |
| 水 | 50份 | 65份 | 80份 |
| 粉煤灰 | 40份 | 50份 | 60份 |
| 改性二氧化硅 | 10份 | 20份 | 30份 |
| 减水剂 | 5份 | 8份 | 10份 |
抗冲击性能试验
根据实施例1、实施例2和实施例3中的各组分的配比分别制得三组改性混凝土，实施例1中的改性混凝土计为A，实施例2中的改性混凝土计为B，实施例3中的改性混凝土计为C，取1-2kg的实心铁球，使铁球垂直落下并砸向改性混凝土80-100次，经测试，A、B和C的表面均只产生1-2条裂痕，且裂痕的长度不超过改性混凝土长度的五分之一，裂痕的宽度均小于0.5cm；
具体的，A的表面有一条裂痕，裂痕的长度为其自身长度的六分之一，裂痕的宽度的宽度为0.3cm；B的表面有两条裂痕，两条裂痕的长度分别为其自身长度的六分之一和七分之一，裂痕的宽度的宽度为0.3cm和0.26cm；C的表面有一条裂痕，裂痕的长度为其自身长度的五分之一，裂痕的宽度的宽度为0.5cm；通过本加工工艺制得的改性混凝土在高抗冻能力和高抗侵蚀能力的基础上，在抗裂抗冲击性能上有了显著的提升。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、制备改性剂：按照质量份数称取如下组分，木质素、异丁烯、高分子蜡、聚乙烯蜡乳液、聚异戊二烯橡胶和磷酸三丁氧基乙酯，将上述称取的组分研磨成粒径为200-300目的颗粒状，再将各粉状组分均匀混合，制得改性剂；
S2、制备混凝土：按照质量份数称取如下组分，水泥、骨料、水、粉煤灰、改性二氧化硅和减水剂，并将S1中制备的改性剂中加入适量的水混合制得混合溶液，然后将称取的65％-85％的改性二氧化硅、50％-70％的水泥、骨料，水、粉煤灰和减水剂以及制得的混合溶液均加入搅拌机中进行搅拌1-2min，最后再加入剩余的改性二氧化硅和水泥，再次搅拌2-5min，制得改性混凝土；
2.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：在S1中，通过研磨机对制备改性剂的各组分进行研磨，并将研磨成粉末颗粒的各组分过筛，粒径大于300目的进行二次研磨，待研磨完成后，再将各组分的粉末颗粒倒进混料机中充分的混合。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：在S2中，所述骨料包括天然砂和石料，所述天然砂设置为石英砂，所述天然砂的粒径设置为0.2-1.5mm，所述石料经碎石机加工后得到的尺寸在8-13mm，所述天然砂和石料的质量比为1:3。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：所述改性二氧化硅的制备包括如下步骤：
1)将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中,在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表面；
2)利用步骤1)接枝的氨基与丙烯酸酯类功能化改性配合物迈克尔加成反应,制备得到一种在二氧化硅表面含有长碳链烷基及羟烷基结构的二氧化硅纳米颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：在S2中，所述搅拌机的搅拌速度为30-50r/min。
6.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素1-5份、异丁烯4-8份、高分子蜡2-6份、聚乙烯蜡乳液5-10份、聚异戊二烯橡胶3-7份以及磷酸三丁氧基乙酯1-5份；混凝土中的各组分，水泥60-80份、骨料中的天然砂100-150份、骨料中的石料300-450份、水50-80份、粉煤灰40-60份、改性二氧化硅10-30份以及减水剂5-10份。
7.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素1份、异丁烯4份、高分子蜡2份、聚乙烯蜡乳液5份、聚异戊二烯橡胶3份以及磷酸三丁氧基乙酯1份；混凝土中的各组分，水泥60份、骨料中的天然砂100份、骨料中的石料300份、水50份、粉煤灰40份、改性二氧化硅10份以及减水剂5份。
8.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素3份、异丁烯6份、高分子蜡4份、聚乙烯蜡乳液8份、聚异戊二烯橡胶5份以及磷酸三丁氧基乙酯3份；混凝土中的各组分，水泥70份、骨料中的天然砂125份、骨料中的石料375份、水65份、粉煤灰50份、改性二氧化硅20份以及减水剂8份。
9.根据权利要求1所述的一种具有抗裂抗冲击性能改性混凝土的加工工艺，其特征在于：按照质量份数计，改性剂中的各组分，木质素5份、异丁烯8份、高分子蜡6份、聚乙烯蜡乳液10份、聚异戊二烯橡胶7份以及磷酸三丁氧基乙酯5份；混凝土中的各组分，水泥80份、骨料中的天然砂150份、骨料中的石料450份、水80份、粉煤灰60份、改性二氧化硅30份以及减水剂10份。
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