CN115716737B - 一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法 - Google Patents
一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115716737B CN115716737B CN202211567593.0A CN202211567593A CN115716737B CN 115716737 B CN115716737 B CN 115716737B CN 202211567593 A CN202211567593 A CN 202211567593A CN 115716737 B CN115716737 B CN 115716737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- spiral carbon
- spiral
- filler
- concrete
- 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
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 77
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 83
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 83
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 150000001263 acyl chlorides Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N prop-2-yn-1-ol Chemical compound OCC#C TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- RXJKFRMDXUJTEX-UHFFFAOYSA-N triethylphosphine Chemical compound CCP(CC)CC RXJKFRMDXUJTEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 25
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 25
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 25
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 20
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- SXYFKXOFMCIXQW-UHFFFAOYSA-N propanedioyl dichloride Chemical compound ClC(=O)CC(Cl)=O SXYFKXOFMCIXQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 229940045803 cuprous chloride Drugs 0.000 claims description 10
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 5
- NOOLISFMXDJSKH-AEJSXWLSSA-N (+)-menthol Chemical group CC(C)[C@H]1CC[C@H](C)C[C@@H]1O NOOLISFMXDJSKH-AEJSXWLSSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- CSNIZNHTOVFARY-UHFFFAOYSA-N 1,2-benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2C=NSC2=C1 CSNIZNHTOVFARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 D-menthol modified benzisothiazole Chemical class 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002527 isonitriles Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明涉及混凝土的技术领域，提供了一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法。本发明先对螺旋碳纤维进行表面活化，并在其表面引入酰氯基团，然后通过酰氯基团与丙炔醇的反应获得端炔基，再通过端炔基与双（三乙基膦）二氯化钯的反应实现在螺旋碳纤维表面负载钯催化剂，最后通过钯催化剂引发苯异腈单体聚合形成螺旋分子链，从而制得螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料，即复合纤维界面填料。通过添加该界面填料，可明显改善橡胶颗粒与混凝土无机成分的界面结合，防止受压时应力传递路径中断，从而提高橡胶混凝土的抗压强度。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土的技术领域，提供了一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法。
背景技术
混凝土是目前最主要的土木工程材料之一，是由胶凝材料将集料胶结成整体工程材料。混凝土不仅具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，而且具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等优势，使用范围十分广泛。
近年来，为倡导可持续发展的需要，加入环保材料制备新型混凝土的研究和应用越来越多。其中，橡胶混凝土主要是在混凝土的拌制过程中将橡胶以颗粒等形式加入而得到。橡胶混凝土的诞生，不仅是对废旧轮胎等废弃橡胶的有效再利用，同时，橡胶作为弹性体材料，将其加入混凝土后，可有效提高混凝土的韧性。
然而，将橡胶引入混凝土后，橡胶填充于水泥和砂石骨料的间隙中，其本身的抗压强度不高，再加上橡胶有机体与混凝土无机体之间的界面相容性差，过渡界面薄弱，使得混凝土在应力传递过程中出现路径中断，造成抗压强度的明显降低。
发明内容
针对上述情况，本发明提出一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法，旨在通过添加复合纤维界面填料提高橡胶混凝土的抗压强度。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
首先，一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土，所述混凝土的组分包括砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、复合纤维界面填料。所述复合纤维界面填料为螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料。
优选的，砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、复合纤维界面填料的质量比为55-60：100-115：6-8：40-50：24-30：0.3-0.4。
优选的，砂的细度模数为2.5-3。
优选的，碎石为粒径5-20mm的连续级配碎石。
优选的，水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
优选的，橡胶颗粒的粒径为2-4mm。橡胶颗粒可采用市售新橡胶颗粒，也可采用废旧橡胶制备的粒料。
上述螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料的制备过程为：
S1.将螺旋碳纤维加入丙酮中，加热回流处理，在纤维表面引入活性基团，过滤，洗涤，干燥，然后加入甲苯中，加入丙二酰氯，100℃油浴处理，使纤维表面酰氯化，过滤，洗涤，干燥；
S2.将丙炔醇、三乙胺加入二氯甲烷中，再缓慢滴加酰氯化螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下发生酯化反应，在纤维表面形成端炔基，再过滤，洗涤，干燥；
S3.将反式双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺加入避光反应容器中，通入氮气，加入端炔基螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下搅拌反应，再过滤，洗涤，干燥，得到负载钯催化剂的螺旋碳纤维；
S4.将负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体加入四氢呋喃中，通入氮气，加热反应，再过滤，洗涤，干燥，得到螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料。
S1由两个部分组成，先是采用丙酮对螺旋碳纤维进行活化处理，使其表面具有含氧活性基团，然后采用丙二酰氯对表面活化螺旋碳纤维进行处理，使螺旋碳纤维表面酰氯化。优选的，螺旋碳纤维与丙酮的质量比为2-5：100，回流处理的时间为6-8h。优选的，活化螺旋碳纤维、丙二酰氯、甲苯的质量比为10-15：1-1.5：100，油浴处理的时间为3-5h。
S2是螺旋碳纤维表面的酰氯基团与丙炔醇的羟基发生酯化反应的过程，由于酰氯与羟基反应的活性较高，因而将酰氯化螺旋碳纤维先分散在二氯甲烷中，再缓慢滴加到含丙炔醇的二氯甲烷中。通过酯化反应，使螺旋碳纤维的表面形成端炔基，S2产物的结构如附图1所示。优选的，酰氯化螺旋碳纤维、丙炔醇、三乙胺、二氯甲烷的质量比为10-15：0.3-0.45：0.02-0.03：100。
S3是螺旋碳纤维表面的端炔基与双（三乙基膦）二氯化钯反应的过程，通过该过程的反应，在螺旋碳纤维的表面负载钯催化剂。S3产物的结构如附图2所示。优选的，端炔基螺旋碳纤维、双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺、二氯甲烷的质量比为10-15：0.2-0.3：0.02-0.03：50：50，搅拌反应的时间为1h。
S4是螺旋碳纤维表面的钯催化剂引发苯异腈单体聚合为螺旋聚苯异腈的过程。优选的，苯异腈单体为D-薄荷醇修饰的苯异腈单体，可参照现有技术的方法进行制备。S4产物的结构如附图3所示（以D-薄荷醇修饰的苯异腈单体为例）。进一步优选的，负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体、四氢呋喃的质量比为12-20：8-12：100，反应温度为55℃，时间为8-10h。
然后，一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土的制备方法，先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，将橡胶颗粒与复合纤维界面填料预混5-10min，然后加入搅拌机中，搅拌30-60s，再加入水泥，搅拌20-40s，最后加入水，搅拌2-3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到高强度橡胶混凝土。
本发明提供了一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
本发明先对螺旋碳纤维进行表面活化，并在其表面引入酰氯基团，然后通过酰氯基团与丙炔醇的反应获得端炔基，再通过端炔基与双（三乙基膦）二氯化钯的反应实现在螺旋碳纤维表面负载钯催化剂，最后通过钯催化剂引发苯异腈单体聚合形成螺旋分子链，从而制得螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料，即复合纤维界面填料。该界面填料以螺旋碳纤维为主链，螺旋聚苯异腈接枝于螺旋碳纤维链上，其结构示意图如附图4所示。其中，螺旋碳纤维是无机体，与混凝土中的无机成分具有良好的界面结合，而螺旋聚苯异腈是有机体，与橡胶颗粒具有良好的界面结合。并且，由于螺旋碳纤维和螺旋聚苯异腈的螺旋结构特点，可增加其与无机成分及橡胶颗粒的接触面积，进一步改善界面结合情况。将该复合纤维界面填料加入橡胶混凝土后，界面填料分布在橡胶颗粒与混凝土无机成分的界面处，可明显提高橡胶颗粒与无机成分的界面结合强度，防止受压时应力传递路径中断，从而明显提高橡胶混凝土的抗压强度。并且，在添加界面填料后，由于橡胶颗粒与无机成分的界面结合的改善，橡胶颗粒在混凝土中的分散更为均匀，可在一定程度上提高增韧效果。
附图说明
附图1为S2的产物结构；
附图2为S3的产物结构；
附图3为S4的产物结构（以D-薄荷醇修饰的苯异腈单体为例）；
附图4为复合纤维界面填料的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
以下实施例及对比例中，砂的细度模数为2.5-3，碎石为粒径5-20mm的连续级配碎石，水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥，橡胶颗粒为平均粒径3mm的废旧橡胶颗粒，苯异腈单体为D-薄荷醇修饰的苯异腈单体。
实施例1
复合纤维界面填料的制备：
S1.将螺旋碳纤维加入丙酮中，加热回流处理6h，在纤维表面引入活性基团，过滤，洗涤，干燥，然后加入甲苯中，加入丙二酰氯，100℃油浴处理5h，使纤维表面酰氯化，过滤，洗涤，干燥；
S2.将丙炔醇、三乙胺加入二氯甲烷中，再缓慢滴加酰氯化螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下发生酯化反应，在纤维表面形成端炔基，再过滤，洗涤，干燥；
S3.将反式双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺加入避光反应容器中，通入氮气，加入端炔基螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下搅拌反应1h，再过滤，洗涤，干燥，得到负载钯催化剂的螺旋碳纤维；
S4.将负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体加入四氢呋喃中，通入氮气，加热至55℃反应8h，再过滤，洗涤，干燥，得到螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料；
S1中，螺旋碳纤维与丙酮的质量比为3：100；
S1中，活化螺旋碳纤维、丙二酰氯、甲苯的质量比为10：1：100；
S2中，酰氯化螺旋碳纤维、丙炔醇、三乙胺、二氯甲烷的质量比为10：0.3：0.02：100；
S3中，端炔基螺旋碳纤维、双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺、二氯甲烷的质量比为10：0.2：0.02：50：50；
S4中，负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体、四氢呋喃的质量比为12：8：100。
高强度橡胶混凝土的制备：
先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，将橡胶颗粒与复合纤维界面填料预混8min，然后加入搅拌机中，搅拌30s，再加入水泥，搅拌30s，最后加入水，搅拌3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到高强度橡胶混凝土。砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、复合纤维界面填料的质量比为60：110：7：45：27：0.4。
按照GB/T50081-2019，将实施例1制得的混合料制成100mm×100mm×100mm的混凝土立方体试块，成型1天后拆模，在标准条件下养护28天，使用万能试验机测试抗压强度，测试3个试块取平均值，结果为35.9MPa。
实施例2
复合纤维界面填料的制备：
S1.将螺旋碳纤维加入丙酮中，加热回流处理8h，在纤维表面引入活性基团，过滤，洗涤，干燥，然后加入甲苯中，加入丙二酰氯，100℃油浴处理4h，使纤维表面酰氯化，过滤，洗涤，干燥；
S2.将丙炔醇、三乙胺加入二氯甲烷中，再缓慢滴加酰氯化螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下发生酯化反应，在纤维表面形成端炔基，再过滤，洗涤，干燥；
S3.将反式双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺加入避光反应容器中，通入氮气，加入端炔基螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下搅拌反应1h，再过滤，洗涤，干燥，得到负载钯催化剂的螺旋碳纤维；
S4.将负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体加入四氢呋喃中，通入氮气，加热至55℃反应9h，再过滤，洗涤，干燥，得到螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料；
S1中，螺旋碳纤维与丙酮的质量比为4：100；
S1中，活化螺旋碳纤维、丙二酰氯、甲苯的质量比为12：1.2：100；
S2中，酰氯化螺旋碳纤维、丙炔醇、三乙胺、二氯甲烷的质量比为12：0.35：0.025：100；
S3中，端炔基螺旋碳纤维、双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺、二氯甲烷的质量比为12：0.25：0.025：50：50；
S4中，负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体、四氢呋喃的质量比为16：10：100。
高强度橡胶混凝土的制备：
先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，将橡胶颗粒与复合纤维界面填料预混8min，然后加入搅拌机中，搅拌30s，再加入水泥，搅拌30s，最后加入水，搅拌3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到高强度橡胶混凝土。砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、复合纤维界面填料的质量比为60：110：7：45：27：0.35。
按照GB/T50081-2019，将实施例2制得的混合料制成100mm×100mm×100mm的混凝土立方体试块，成型1天后拆模，在标准条件下养护28天，使用万能试验机测试抗压强度，测试3个试块取平均值，结果为35.7MPa。
实施例3
复合纤维界面填料的制备：
S1.将螺旋碳纤维加入丙酮中，加热回流处理7h，在纤维表面引入活性基团，过滤，洗涤，干燥，然后加入甲苯中，加入丙二酰氯，100℃油浴处理3h，使纤维表面酰氯化，过滤，洗涤，干燥；
S2.将丙炔醇、三乙胺加入二氯甲烷中，再缓慢滴加酰氯化螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下发生酯化反应，在纤维表面形成端炔基，再过滤，洗涤，干燥；
S3.将反式双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺加入避光反应容器中，通入氮气，加入端炔基螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下搅拌反应1h，再过滤，洗涤，干燥，得到负载钯催化剂的螺旋碳纤维；
S4.将负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体加入四氢呋喃中，通入氮气，加热至55℃反应10h，再过滤，洗涤，干燥，得到螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料；
S1中，螺旋碳纤维与丙酮的质量比为3：100；
S1中，活化螺旋碳纤维、丙二酰氯、甲苯的质量比为15：1.5：100；
S2中，酰氯化螺旋碳纤维、丙炔醇、三乙胺、二氯甲烷的质量比为15：0.45：0.03：100；
S3中，端炔基螺旋碳纤维、双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺、二氯甲烷的质量比为15：0.3：0.03：50：50；
S4中，负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体、四氢呋喃的质量比为20：12：100。
高强度橡胶混凝土的制备：
先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，将橡胶颗粒与复合纤维界面填料预混8min，然后加入搅拌机中，搅拌30s，再加入水泥，搅拌30s，最后加入水，搅拌3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到高强度橡胶混凝土。砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、复合纤维界面填料的质量比为60：110：7：45：27：0.3。
按照GB/T50081-2019，将实施例3制得的混合料制成100mm×100mm×100mm的混凝土立方体试块，成型1天后拆模，在标准条件下养护28天，使用万能试验机测试抗压强度，测试3个试块取平均值，结果为35.2MPa。
对比例1
未制备复合纤维界面填料。
橡胶混凝土的制备：
先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，加入橡胶颗粒，搅拌30s，再加入水泥，搅拌30s，最后加入水，搅拌3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到橡胶混凝土。砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水的质量比为60：110：7：45：27。
按照GB/T50081-2019，将对比例1制得的混合料制成100mm×100mm×100mm的混凝土立方体试块，成型1天后拆模，在标准条件下养护28天，使用万能试验机测试抗压强度，测试3个试块取平均值，结果为28.5MPa。
对比例2
未制备复合纤维界面填料，而是加入普通碳纤维。
橡胶混凝土的制备：
先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，将橡胶颗粒与普通碳纤维预混8min，然后加入搅拌机中，搅拌30s，再加入水泥，搅拌30s，最后加入水，搅拌3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到橡胶混凝土。砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、普通碳纤维的质量比为60：110：7：45：27：0.3。
按照GB/T50081-2019，将对比例2制得的混合料制成100mm×100mm×100mm的混凝土立方体试块，成型1天后拆模，在标准条件下养护28天，使用万能试验机测试抗压强度，测试3个试块取平均值，结果为30.6MPa。
Claims (4)
1.一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土，所述混凝土的组分包括砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水，其特征在于，所述混凝土的组分还包括复合纤维界面填料；砂、碎石、橡胶颗粒、水泥、水、复合纤维界面填料的质量比为55-60：100-115：6-8：40-50：24-30：0.3-0.4；
所述复合纤维界面填料为螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料；
所述螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料的制备过程为：
S1.将螺旋碳纤维加入丙酮中，加热回流处理，在纤维表面引入活性基团，过滤，洗涤，干燥，然后加入甲苯中，加入丙二酰氯，100℃油浴处理，使纤维表面酰氯化，过滤，洗涤，干燥；螺旋碳纤维与丙酮的质量比为2-5：100，回流处理的时间为6-8h；活化螺旋碳纤维、丙二酰氯、甲苯的质量比为10-15：1-1.5：100，油浴处理的时间为3-5h；
S2.将丙炔醇、三乙胺加入二氯甲烷中，再缓慢滴加酰氯化螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下发生酯化反应，在纤维表面形成端炔基，再过滤，洗涤，干燥；酰氯化螺旋碳纤维、丙炔醇、三乙胺、二氯甲烷的质量比为10-15：0.3-0.45：0.02-0.03：100；
S3.将反式双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺加入避光反应容器中，通入氮气，加入端炔基螺旋碳纤维的二氯甲烷分散液，室温下搅拌反应，再过滤，洗涤，干燥，得到负载钯催化剂的螺旋碳纤维；端炔基螺旋碳纤维、双（三乙基膦）二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺、二氯甲烷的质量比为10-15：0.2-0.3：0.02-0.03：50：50，搅拌反应的时间为1h；
S4.将负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体加入四氢呋喃中，通入氮气，加热反应，再过滤，洗涤，干燥，得到螺旋碳纤维/螺旋聚苯异腈填料；S4中，负载钯催化剂的螺旋碳纤维、苯异腈单体、四氢呋喃的质量比为12-20：8-12：100，反应温度为55℃，时间为8-10h。
2.根据权利要求1所述一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土，其特征在于：砂的细度模数为2.5-3，碎石为粒径5-20mm的连续级配碎石，水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥，橡胶颗粒的粒径为2-4mm。
3.根据权利要求1所述一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土，其特征在于：苯异腈单体为D-薄荷醇修饰的苯异腈单体。
4.权利要求1-3任一项所述高强度橡胶混凝土的制备方法，其特征在于：先将砂、碎石加入搅拌机中搅拌均匀，将橡胶颗粒与复合纤维界面填料预混5-10min，然后加入搅拌机中，搅拌30-60s，再加入水泥，搅拌20-40s，最后加入水，搅拌2-3min，得到混合料，将混合料倒入模具，振动密实，养护，得到高强度橡胶混凝土。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211567593.0A CN115716737B (zh) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211567593.0A CN115716737B (zh) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115716737A CN115716737A (zh) | 2023-02-28 |
| CN115716737B true CN115716737B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=85257516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211567593.0A Active CN115716737B (zh) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115716737B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105860031A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-08-17 | 合肥工业大学 | 钯催化剂及其合成方法和应用 |
| CN105924630A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 合肥工业大学 | 一种光学活性螺旋链聚苯异腈及其聚合方法 |
| CN110510942A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-29 | 郭熙海 | 一种高强结构稳定型泡沫混凝土材料的制备方法 |
| CN113149550A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-23 | 武汉三源特种建材有限责任公司 | 一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-07 CN CN202211567593.0A patent/CN115716737B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105924630A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 合肥工业大学 | 一种光学活性螺旋链聚苯异腈及其聚合方法 |
| CN105860031A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-08-17 | 合肥工业大学 | 钯催化剂及其合成方法和应用 |
| CN110510942A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-29 | 郭熙海 | 一种高强结构稳定型泡沫混凝土材料的制备方法 |
| CN113149550A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-23 | 武汉三源特种建材有限责任公司 | 一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115716737A (zh) | 2023-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106995299B (zh) | 一种经济环保型再生钢纤超高性能混凝土及制备方法 | |
| CN104150843A (zh) | 改性竹纤维/聚合物复合高韧性混凝土及其制备方法 | |
| CN107473658A (zh) | 一种含粗骨料超高性能混凝土材料及其制备方法 | |
| CN115716737B (zh) | 一种含复合纤维界面填料的高强度橡胶混凝土及制备方法 | |
| Gao et al. | Flexural properties of high ductility cementitious composites with totally recycled fine aggregate | |
| CN110655356A (zh) | 一种再生混凝土及其制备方法 | |
| CN111393069B (zh) | 一种改性粉体与级配砂的环氧砂浆制备方法及环氧砂浆 | |
| NO821120L (no) | Polymer-stoepeblanding og anvendelse derav for fremstilling av stoepte gjenstander | |
| JPH01244808A (ja) | 高強度、緻密構造を有するセメント系成形物の製造方法 | |
| CN111892359A (zh) | 一种环保绿色混凝土及其制备方法 | |
| CN1291110C (zh) | 掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩及其生产方法 | |
| CN108501172B (zh) | 大掺量短切合成细纤维混凝土的成型方法 | |
| CN115180881B (zh) | 一种环保型高强混凝土及其制备方法 | |
| CN114716226B (zh) | 一种全固废冷拌再生沥青混合料及其制备方法和应用 | |
| CN115232289A (zh) | 一种改性环氧树脂及其制备方法和应用以及改性环氧树脂混凝土 | |
| CN113443874A (zh) | 一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法 | |
| CN113620662A (zh) | 一种超高韧性水泥基复合材料 | |
| CN113213863A (zh) | 一种高胶凝水淬渣透水路面材料及制作方法 | |
| KR102547030B1 (ko) | 원심성형으로 제작되는 초고강도 각형 pc부재용 콘크리트 조성물 | |
| CN113773010B (zh) | 一种高弹-抗裂喷射混凝土的制备方法 | |
| CN107098644A (zh) | 一种抗冲击性的混凝土 | |
| CN117510158B (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法和应用 | |
| CN115286316B (zh) | 一种金尾矿和废弃橡胶的再生混凝土及其制备方法 | |
| CN113277776B (zh) | 一种微波硫化热固性天然橡胶沥青混合料及其制备方法 | |
| CN117069443A (zh) | 一种利用建筑垃圾制备的高强免烧砖及其制备方法 |
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: 20240322 Address after: 065600, 500 meters north of Zhangqianwu Village, Chuangye Road, Yongqing High tech Zone, Langfang City, Hebei Province Applicant after: Yongqing Youtong Construction Engineering Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 050000 No.56 Chongyin Road, Zhengding County, Shijiazhuang City, Hebei Province Applicant before: Huang Qinghua Country or region before: China |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |