一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法，属于混凝土材料技术领域。本发明专利技术技术方案采用正硅酸乙酯等为原料，经溶胶－凝胶法复合制备凝胶材料并包覆至PVC树脂材料表面，经高温熔融并拉伸成丝，收集纤维并形成多孔的中空结构纤维，通过该纤维形成的结构，与水泥材料形成有效结构，水泥颗粒填充并负载至纤维材料内部，由于水泥材料经湿拌后，水泥固化填充至纤维材料内部，并通过多孔孔隙与材料有机结合，形成有效的复合，有效提高纤维材料与混凝土之间的结合性能，从而提高材料的力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法
本专利技术涉及一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法，属于混凝土材料

技术介绍
混凝土乃是当今人类社会应用范围最广范、用量最大的建筑材料。从1824年水泥问世后，混凝土结构因为具有承重、耐久、耐火、成型方便、经济适用等特点，广泛应用于交通、水利、建筑、国防等大型基础设施之中，取得了良好的社会及经济效益。混凝土虽然具有很高的抗压强度，但却存在抗裂性差、抗拉强度低及脆性大等弱点，其受拉的极限延伸率只有0.01%～0.06%，抗拉强度仅是抗压强度的1/10～1/7，在较小的拉伸变形时就容易产生开裂，而且随着其抗压强度的大幅度提高，混凝土的收缩与脆性等弱点问题也更为愈发突出。在结构设计时因裂缝宽度的限制，混凝土高强建筑材料的优越性得不到充分应用，所以混凝土性能的提高显得极其迫切和重要。混凝土的以上弱点是固有的本质性的，不可能通过自身材质的改良来解决，只有通过“复合化”的技术措施研发一系列的混凝土复合材料，如钢筋混凝土、预应力混凝土、自应力混凝土及纤维增强混凝土等塑钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入适量塑钢纤维而成的一种新型复合材料，塑钢纤维混凝土中乱向分布的塑钢纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的产生和发展，使塑钢纤维混凝土能保持宏观上的有机整体共同受力。因此，塑钢纤维混凝土的抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗弯、抗剪、粘结、抗扭强度等有显著提高，而抗压强度的提高相对小一些。混凝土的耐磨性是反映混凝土耐久性的重要指标之一，无论是在公路工程中还是在水利工程中，受磨损、磨耗最多的表层混凝土（如受车辆轮胎磨损的道路路面混凝土及受挟砂高速水流冲刷的混凝土等），都要求有较高的耐磨性能。塑钢纤维混凝土路面作为承受磨损的动载结构，其耐磨性不但是保证路面抗滑性能的前提条件，又是影响其安全性和耐久性的重要指标。但是现有由于塑钢纤维和混凝土材料结合强度不高，导致材料力学强度不高，耐磨性能不佳的问题，所以改善材料结合强度很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有有由于塑钢纤维和混凝土材料结合强度不高，导致材料力学强度不高，耐磨性能不佳的问题，提供了一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）按质量比1:3，将正硅酸乙酯与质量分数5％盐酸混合并置于室温下搅拌6～8h，调节pH至8.0，静置陈化，得基体溶胶液；（2）按重量份数计，分别称量45～50份基体溶胶液、10～15份PVC颗粒，1～2份邻苯二甲酸二辛酯、0.5～1.0份邻苯二甲酸二丁酯、0.1～0.2份硬脂酸钡、1～2份抗氧化剂1010置于搅拌机中，搅拌混合并置于单螺杆挤出机中，挤出处理并收集挤出纤维，在水中拉伸3～8h，收集得复合拉伸纤维；（3）按质量比1:5，将复合拉伸纤维与硅酸盐水泥搅拌混合并研磨分散，研磨3～5h后收集得分散颗粒，过200目筛并收集得改性水泥粉末，按重量份数计，分别称量45～50份改性水泥粉末、10～15份集料和6～8份复合拉伸纤维置于搅拌机中搅拌混合并收集干拌料；（4）按质量比1:5，将干拌料与去离子水搅拌混合并置于室温下搅拌混合1～2h，即可制备得所述的高结合型塑钢纤维混凝土材料。步骤（1）所述的调节pH采用的是质量分数10％氨水。步骤（2）所述的挤出处理为控制挤出机螺杆温度为155～180℃、组件温度为175～180℃、螺杆转速为15r/min，喷丝孔直径为0.75mm，卷绕速度为20m/min，挤出处理。步骤（2）所述的PVC颗粒聚合度为1260。步骤（3）所述的集料组成为按重量份数计，15～20份5～10mm小石子、10～15份10～20mm大石子、10～15份细度模数为2.5的河沙混合制备而成。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术技术方案采用正硅酸乙酯等为原料，经溶胶－凝胶法复合制备凝胶材料并包覆至PVC树脂材料表面，经高温熔融并拉伸成丝，收集纤维并形成多孔的中空结构纤维，通过该纤维形成的结构，与水泥材料形成有效结构，水泥颗粒填充并负载至纤维材料内部，由于水泥材料经湿拌后，水泥固化填充至纤维材料内部，并通过多孔孔隙与材料有机结合，形成有效的复合，有效提高纤维材料与混凝土之间的结合性能，从而提高材料的力学强度；（2）本专利技术技术方案采用有机纤维与无机水泥颗粒有机结合，形成复合材料并使其在拌和过程中有效分散，通过形成的均匀分散的结构特性，进一步改善纤维材料在混凝土中的分散均匀性能，使其充分发挥对混凝土的增强、阻裂和增韧作用。具体实施方式按质量比1:3，将正硅酸乙酯与质量分数5％盐酸混合并置于室温下搅拌6～8h，用质量分数10％氨水调节pH至8.0，静置陈化20～24h，得基体溶胶液；按重量份数计，分别称量45～50份基体溶胶液、10～15份聚合度为1260的PVC颗粒，1～2份邻苯二甲酸二辛酯、0.5～1.0份邻苯二甲酸二丁酯、0.1～0.2份硬脂酸钡、1～2份抗氧化剂1010置于搅拌机中，搅拌混合并置于单螺杆挤出机中，控制挤出机螺杆温度为155～180℃、组件温度为175～180℃、螺杆转速为15r/min，喷丝孔直径为0.75mm，卷绕速度为20m/min，收集挤出纤维并置于95～100℃水中拉伸3～8h，收集得复合拉伸纤维；按质量比1:5，将复合拉伸纤维与硅酸盐水泥搅拌混合并研磨分散，研磨3～5h后收集得分散颗粒，过200目筛并收集得改性水泥粉末，按重量份数计，分别称量45～50份改性水泥粉末、10～15份集料和6～8份复合拉伸纤维置于搅拌机中搅拌混合并收集干拌料，按质量比1:5，将干拌料与去离子水搅拌混合并置于室温下搅拌混合1～2h，即可制备得所述的高结合型塑钢纤维混凝土材料；所述的集料组成为按重量份数计，15～20份5～10mm小石子、10～15份10～20mm大石子、10～15份细度模数为2.5的河沙混合制备而成。按质量比1:3，将正硅酸乙酯与质量分数5％盐酸混合并置于室温下搅拌6h，用质量分数10％氨水调节pH至8.0，静置陈化20h，得基体溶胶液；按重量份数计，分别称量45份基体溶胶液、10份聚合度为1260的PVC颗粒，1份邻苯二甲酸二辛酯、0.5份邻苯二甲酸二丁酯、0.1份硬脂酸钡、1份抗氧化剂1010置于搅拌机中，搅拌混合并置于单螺杆挤出机中，控制挤出机螺杆温度为155℃、组件温度为175℃、螺杆转速为15r/min，喷丝孔直径为0.75mm，卷绕速度为20m/min，收集挤出纤维并置于95℃水中拉伸3h，收集得复合拉伸纤维；按质量比1:5，将复合拉伸纤维与硅酸盐水泥搅拌混合并研磨分散，研磨3h后收集得分散颗粒，过200目筛并收集得改性水泥粉末，按重量份数计，分别称量45份改性水泥粉末、10份集料和6份复合拉伸纤维置于搅拌机中搅拌混合并收集干拌料，按质量比1:5，将干拌料与去离子水搅拌混合并置于室温下搅拌混合1h，即可制备得所述的高结合型塑钢纤维混凝土材料；所述的集料组成为按重量份数计，15份5mm小石子、10份10mm大石子、10份细度模数为2.5的河沙混合制备而成。按质量比1:3，将正硅酸乙酯与质量分数5％盐酸混合并置于室温下搅拌7h，用质量分数10％氨水调节pH至8.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:3，将正硅酸乙酯与质量分数5％盐酸混合并置于室温下搅拌6～8h，调节pH至8.0，静置陈化，得基体溶胶液；（2）按重量份数计，分别称量45～50份基体溶胶液、10～15份PVC颗粒，1～2份邻苯二甲酸二辛酯、0.5～1.0份邻苯二甲酸二丁酯、0.1～0.2份硬脂酸钡、1～2份抗氧化剂1010置于搅拌机中，搅拌混合并置于单螺杆挤出机中，挤出处理并收集挤出纤维，在水中拉伸3～8h，收集得复合拉伸纤维；（3）按质量比1:5，将复合拉伸纤维与硅酸盐水泥搅拌混合并研磨分散，研磨3～5h后收集得分散颗粒，过200目筛并收集得改性水泥粉末，按重量份数计，分别称量45～50份改性水泥粉末、10～15份集料和6～8份复合拉伸纤维置于搅拌机中搅拌混合并收集干拌料；（4）按质量比1:5，将干拌料与去离子水搅拌混合并置于室温下搅拌混合1～2h，即可制备得所述的高结合型塑钢纤维混凝土材料。

【技术特征摘要】
1.一种高结合型塑钢纤维混凝土材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:3，将正硅酸乙酯与质量分数5％盐酸混合并置于室温下搅拌6～8h，调节pH至8.0，静置陈化，得基体溶胶液；（2）按重量份数计，分别称量45～50份基体溶胶液、10～15份PVC颗粒，1～2份邻苯二甲酸二辛酯、0.5～1.0份邻苯二甲酸二丁酯、0.1～0.2份硬脂酸钡、1～2份抗氧化剂1010置于搅拌机中，搅拌混合并置于单螺杆挤出机中，挤出处理并收集挤出纤维，在水中拉伸3～8h，收集得复合拉伸纤维；（3）按质量比1:5，将复合拉伸纤维与硅酸盐水泥搅拌混合并研磨分散，研磨3～5h后收集得分散颗粒，过200目筛并收集得改性水泥粉末，按重量份数计，分别称量45～50份改性水泥粉末、10～15份集料和6～8份复合拉伸纤维置于搅拌机中搅拌混合并收集干拌料；（4）按质量比1:5，将干拌料与去离子水搅拌混合并置于室温下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘菊花，韩桂林，
申请(专利权)人：佛山朝鸿新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44