CN115849806B - 一种装饰混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土技术领域，提出了一种装饰混凝土及其制备方法。所述一种装饰混凝土，包括以下重量份数的组分：砂子800~1200份、碎石900~1200份、水泥250~350份、水120~150份、粉煤灰60~80份、减水剂10~20份、聚乙烯醇纤维10~15份、4,4’‑二氨基二苯砜改性碳纳米管15~25份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的混凝土抗裂性能差、强度低问题。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体的，涉及一种装饰混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土主要由水泥、水、骨料、粉料等按一定比例配制，再经均匀搅拌、密实成型、养护硬化而成的一种人工石材，骨料包括碎石等粗骨料、砂等细骨料，粉料包括矿物掺合料等。混凝土因具有原料丰富、价格低廉、强度高和施工方便等优点，广泛应用于道路、桥梁和各种建筑物中，作为应用量最大、用途最广的建筑材料，由于其可塑性强，其自身的装饰性越来越引起人们的关注，装饰混凝土逐渐出现在了人们的视野中。
装饰混凝土，因其极具装饰效果而得名，它属于一次浇注成型，不做任何外装饰，直接采用混凝土的自然表面效果作为饰面，可以省掉传统的抹灰、镶贴等粉饰工序。不同于普通混凝土，装饰混凝土表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重，但其脆性的本质特征使其抗裂性能差，在施工或长期使用过程中极易产生微裂缝，这些裂缝的存在及扩大势必影响混凝土的强度及耐久性。
发明内容
本发明提出一种装饰混凝土及其制备方法，解决了相关技术中的混凝土抗裂性能差、强度低问题。
本发明的技术方案如下：
一种装饰混凝土，包括以下重量份数的组分：砂子800~1200份、碎石900~1200份、水泥250~350份、水120~150份、粉煤灰60~80份、减水剂10~20份、聚乙烯醇纤维10~15份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管15~25份。
作为进一步的技术方案，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂中的一种。
作为进一步的技术方案，所述聚乙烯醇纤维与4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管的质量比为1:2。
作为进一步的技术方案，所述4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管由以下方法制备：将碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管。
作为进一步的技术方案，所述4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液的质量浓度为5％
作为进一步的技术方案，所述碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1。
作为进一步的技术方案，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，所述超声时间为20min。
本发明还提出了一种装饰混凝土的制备方法，包括以下步骤：将所述重量份数的砂子、碎石、水泥、水、粉煤灰、减水剂、聚乙烯醇纤维、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明提供的混凝土的抗压强度达到了61.1MPa以上，劈裂抗拉强度达到了5.39MPa以上，具有优异的抗裂性能和力学强度，属于高性能混凝土。
2、本发明中聚乙烯醇纤维与混凝土具有良好的相容性，可以在混凝土基体中形成网络结构，从而抑制了混凝土的微裂纹产生，提高混凝土的抗裂性能和力学强度；此外聚乙烯醇纤维与4,4’-二氨基二苯砜间存在很强的相互作用，进而经4,4’-二氨基二苯砜改性的碳纳米管可以均匀的贯穿于聚乙烯纤维网络中，进一步提高了混凝土的抗裂性能和力学强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子800份、碎石1000份、水泥250份、水120份、粉煤灰60份、聚羧酸减水剂10份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例2
S1、将多壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子1000份、碎石900份、水泥300份、水140份、粉煤灰70份、氨基磺酸盐减水剂15份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例3
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例4
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管15份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例5
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管25份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例6
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维15份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管15份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例7
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为5:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
实施例8
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为10:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维10份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
对比例1
将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、聚乙烯醇纤维10份、单壁碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
对比例2
S1、将单壁碳纳米管与5％的4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声20min，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管，碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1；
S2、将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
对比例3
将砂子1200份、碎石1200份、水泥350份、水150份、粉煤灰80份、氨基磺酸盐减水剂20份、单壁碳纳米管20份混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
性能测试：将实施例1~8及对比例1~3得到的混凝土参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作成若干边长为150mm的立方体标准试件，室温养护28天后，进行抗压强度和劈裂抗拉强度测试，测试结果记录在表1中：
表1 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度
由表1可以看出，本发明实施例1~8提供的混凝土的抗压强度达到了61.1MPa以上，劈裂抗拉强度达到了5.39MPa以上，具有优异的抗裂性能和力学强度。
对比例1与实施例3的区别仅在于，对比例1使用的是未经4,4’-二氨基二苯砜改性的碳纳米管，制备的混凝土的抗压强度仅为59.3MPa，劈裂抗拉强度仅为5.08MPa，抗裂性能和力学强度远不如实施例3。
对比例2与实施例3的区别仅在于不添加聚乙烯醇纤维；对比例3与实施例3的区别仅在于不添加聚乙烯醇纤维并且不对碳纳米管进行改性，对比例2~3得到的混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度远低于实施例3，此外，聚乙烯醇纤维和4,4’-二氨基二苯砜二者间存在相互作用，具有协同效果，显著提高了混凝土的抗裂性能和力学强度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)
1.一种装饰混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的组分：砂子800~1200份、碎石900~1200份、水泥250~350份、水120~150份、粉煤灰60~80份、减水剂10~20份、聚乙烯醇纤维10~15份、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管15~25份；
所述聚乙烯醇纤维与4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管的质量比为1:2；
所述4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管由以下方法制备：将碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液混合搅拌、超声，分散均匀，烘干，得到4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的一种装饰混凝土，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种装饰混凝土，其特征在于，所述4,4’-二氨基二苯砜的丙酮溶液的质量浓度为5％。
4.根据权利要求1所述的一种装饰混凝土，其特征在于，所述碳纳米管与4,4’-二氨基二苯砜的质量比为7:1。
5.根据权利要求1所述的一种装饰混凝土，其特征在于，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种装饰混凝土，其特征在于，所述超声时间为20min。
7.根据权利要求1所述的一种装饰混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份数将砂子、碎石、水泥、水、粉煤灰、减水剂、聚乙烯醇纤维、4,4’-二氨基二苯砜改性碳纳米管混合，搅拌均匀，得到装饰混凝土。
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