一种钢竹混合纤维再生保温混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钢竹混合纤维再生保温混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述钢竹混合纤维再生保温混凝土，按原料总重量的百分含量计，由如下原料制成：水泥15％‑22％、水10‑15％、酸化再生细骨料29.75％‑36.65％、酸化再生粗骨料29.75％‑36.65％、聚丙烯复合竹纤维0.5％‑1％、钢纤维0.5％‑1％、羟丙基甲基纤维素醚0.1％‑0.2％、聚苯乙烯颗粒0.5％‑1％和树脂胶粉0.1％‑0.3％。本发明专利技术还公开了上述钢竹混合纤维再生保温混凝土的制备方法。本发明专利技术的钢竹混合纤维再生保温混凝土，具有抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳等优点。

A Steel-Bamboo hybrid fiber regenerated thermal insulation concrete and its preparation method

The invention discloses a Steel-Bamboo hybrid fiber regenerated heat preservation concrete and a preparation method thereof, which belongs to the technical field of building materials. The Steel-Bamboo composite fiber regenerated thermal insulation concrete is made of the following raw materials according to the percentage of the total weight of raw materials: cement 15%22%, water 10%15%, acidified regenerated fine aggregate 29.75%36.65%, acidified regenerated coarse aggregate 29.75%36.65%, polypropylene composite bamboo fiber 0.5%1%, steel fiber 0.5%1%, hydroxypropyl methyl cellulose ether 0.1%0.2%, poly. Styrene particles 0.5%1% and resin powder 0.1%0.3%. The invention also discloses the preparation method of the Steel-Bamboo hybrid fiber regenerated thermal insulation concrete. The Steel-Bamboo hybrid fiber regenerated heat preservation concrete of the invention has the advantages of tensile, bending, impact and fatigue resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种钢竹混合纤维再生保温混凝土及其制备方法
本专利技术涉及一种钢竹混合纤维再生保温混凝土及其制备方法，属于建筑材料

技术介绍
我国是能源消耗大国，其中建筑能耗在约占国家总能耗三分之一。提高建筑物围护结构的保温隔热性能和采暖制冷系统效率是降低建筑能耗的有效途径。在建筑围护结构中，墙体能耗所占比例最大，约占总能耗的32.1％-36.2％，因此如何改善墙体的保温性能成为重中之重。现在墙体保温主要通过外墙内保温、外墙外保温和墙体自保温三种方式实现。外墙内保温是将保温材料如聚苯乙烯保温板等铺设在墙体的内侧从而起到保温效果，其具体施工工序比较简单、速度快、成本较低。但会出现热桥现象，造成墙体结露并出现霉斑。内保温墙体受外界环境影响较大，日夜温差和季节差异大都容易造成墙体的开裂。外墙外保温是将保温材料铺在砌体外面起到保温隔热效果，减少热量损失。这种保温墙体对结构墙体也有保温作用而且能够减少热桥，维护主体结构及增大结构的使用寿命，使室温环境保持一致。但是保温层铺设在室外，受气候环境影响严重，易出现开裂、局部脱落等现象，使用寿命较短。外墙外保温系统不仅使用中工序多而且所用技术难度大，检测费用高。自保温墙体体系兼具前两种工序的优点，施工工序简单，保温效果好，直接采用自身具有保温效果的墙体材料而不需要对采取额外的保温措施，因此成为房屋建筑降低能耗的首选。国内外对自保温墙体材料的研究主要有泡沫混凝土、玻化微珠混凝土、聚苯颗粒混凝土和膨胀珍珠岩混凝土。泡沫混凝土由于强度低、耐久性差、收缩大等缺点，用途范围窄。玻化微珠保温混凝土结构体系在节能效率50％的要求下，具有很好的抗震性能和保温性能，目前全国大部分地区公共建筑和居住建筑执行节能65％设计标准，北京等部分省市执行更高的节能75％设计标准，玻化微珠保温混凝土难以满足不断提高的建筑节能要求。膨胀珍珠岩混凝土的保温性能较好，但混凝土的抗压强度较低。制约自保温墙体材料发展的瓶颈主要是强度和耐久性。尤其废弃混凝土破碎后得到的再生混凝土骨料一般存在棱角过多、针状物所占比例过大等问题，导致再生骨料混凝土强度低、耐久性差的问题特别突出。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种钢竹混合纤维再生保温混凝土。本专利技术的钢竹混合纤维再生保温混凝土，针对再生保温混凝土孔隙率大、强度低的缺点，一是通过聚苯乙烯颗粒与再生骨料形成合理级配，再以聚丙烯复合竹纤维提升结构的抗裂性能，减少构件早期由于塑性变形而产生的裂缝，以及抑制微裂缝；二是利用钢纤维提高混凝土抗拉强度，同时提高混凝土的变形能力从而改善其韧性及抗冲击性能，使其抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能优于普通混凝土；三是通过掺加密度小、长度短的聚丙烯复合竹纤维，在保证强度的同时减少钢纤维的用量，降低了混凝土密度，克服了往保温混凝土掺加钢纤维导致的流动性差、密实度低的问题，扩展了保温混凝土的应用前景。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，按原料总重量的百分含量计，由如下原料制成：水泥15％-22％、水10-15％、酸化再生细骨料29.75％-36.65％、酸化再生粗骨料29.75％-36.65％、聚丙烯复合竹纤维0.5％-1％、钢纤维0.5％-1％、羟丙基甲基纤维素醚0.1％-0.2％、聚苯乙烯颗粒0.5％-1％和树脂胶粉0.1％-0.3％。本专利技术所采用的原料的性能和作用分别如下：1、水泥是由生料(主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3)按适当比例混合后磨细，经过高温锻烧得到熟料，再加入0.5％的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成，是以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质，为混凝土提供强度。2、酸化再生粗骨料和酸化再生细骨料，皆是从工地回收拆除道路或房屋建筑得到废弃混凝土，清除废弃物中的渣土和钢筋，然后用颚式破碎机进行初次破碎，筛分粒径0.1mm-5mm的部分作为酸化再生细骨料，粒径5mm-20mm的部分作为酸化再生粗骨料。然后将所有再生骨料放入浓度为1％的醋酸中浸泡12小时，然后将骨料放入反击式破碎机进行再次破碎，然后再进入筛分机，获取酸化再生细骨料和酸化再生粗骨料。经此处理后，再生骨料表面包裹的水泥砂浆基本脱落，强度、堆积密度接近天然粗骨料和天然细骨料，吸水率、压碎指标、空隙率高于天然粗骨料和天然细骨料。3、聚丙烯复合竹纤维，采用聚丙烯与竹纤维热压所得。竹纤维完全地取自于大自然，生长周期快，价格便宜。以此作为工程添加材料，与聚丙烯复合热压后形成的复合纤维，降低了竹纤维的生物活性，避免了竹纤维矿物化变脆，对于结构的抗裂性能提升很有帮助，并且能够减少构件早期由于塑性变形而产生的裂缝，以及抑制微裂缝。4、钢纤维是采用钢材为原料，经过加工处理而成的高强度纤维。钢纤维作为一种成熟的工业产品，无毒害，可回收利用，属于高弹性模量纤维，有助于基体的后期强度、韧性等方面的提高。钢纤维的直径小、比表面积大，具有很高的抗拉强度和熔点燃点，耐酸、碱、盐等化学腐蚀，无毒。加入钢纤维，能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。5、聚苯乙烯颗粒，全称为膨胀聚苯乙烯颗粒，又称膨胀聚苯颗粒、可发性聚苯乙烯，外观为白色小球，表面光滑，内部含有大量封闭孔隙。它是一种稳定的、无挥发、憎水性的封闭式的超轻颗粒，具有优异的保温、隔热、抗冲击、低吸湿性等特点。6、树脂胶粉，为水溶性可再分散粉末，以聚乙烯醇作为保护胶体，与醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合。加入树脂胶粉主要是改善聚苯颗粒表面和水泥基体表面的界面关系。7、羟丙基甲基纤维素醚，在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而羟丙基甲基纤维素醚作为一种保护胶体，包裹住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使保温砂浆体系更稳定，也提高了混凝土在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性；羟丙基甲基纤维素醚溶液由于自身分子结构特点，使混凝土中的水分不易失去，并在较长的一段时间内逐步释放，赋予混凝土良好的保水性和工作性。本专利技术的原理：再生混凝土骨料由于在骨料表面附有水泥浆，棱角过多、针状物所占比例过大，吸水率高、压碎指标大、空隙率大、表观密度低，导致再生骨料混凝土强度低、耐久性差的问题。将再生骨料泡在质量浓度为3％的醋酸中1小时，部分硬化水泥浆被溶解在溶液中，醋酸与再生骨料中的CaCO3和C-S-H发生化学反应，生成乙酸钙,使骨料性质稳定。同时硬化水泥砂浆变的松软，然后对浸泡处理之后的再生骨料进行机械打磨，在这个过程中，大部分水泥砂浆会从天然粗骨料上剥离，从而得到高品质再生骨料，低了再生骨料的吸水率，改善了混凝土拌合物的工作性能。酸化再生骨料与水泥、钢纤维、聚丙烯复合竹纤维、聚苯乙烯颗粒形成合理级配，避免了传统聚苯乙烯颗粒的密度和混凝土的密度相差特别大导致的聚苯乙烯颗粒的上浮现象，各种原材料分布更均匀，降低孔隙率。本专利技术通过掺入聚苯乙烯颗粒使混凝土具备足够的保温性能，再将聚丙烯复合竹纤维和钢纤维掺入聚苯乙烯颗粒再生混凝土后，分布在成品混凝土内部，形成了乱向撑托体系。当混凝土在受到荷载的初期，结构薄弱部位或者集中受荷部位会率先产生裂缝，此时的裂缝均属于微裂缝，裂缝宽度较小；由于纤维在混凝土内部属于乱向分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，按原料总重量的百分含量计，由如下原料制成：水泥15％‑22％、水10‑15％、酸化再生细骨料29.75％‑36.65％、酸化再生粗骨料29.75％‑36.65％、聚丙烯复合竹纤维0.5％‑1％、钢纤维0.5％‑1％、羟丙基甲基纤维素醚0.1％‑0.2％、聚苯乙烯颗粒0.5％‑1％和树脂胶粉0.1％‑0.3％。

【技术特征摘要】
1.一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，按原料总重量的百分含量计，由如下原料制成：水泥15％-22％、水10-15％、酸化再生细骨料29.75％-36.65％、酸化再生粗骨料29.75％-36.65％、聚丙烯复合竹纤维0.5％-1％、钢纤维0.5％-1％、羟丙基甲基纤维素醚0.1％-0.2％、聚苯乙烯颗粒0.5％-1％和树脂胶粉0.1％-0.3％。2.根据权利要求1所述的一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水泥18.5％、水12.5％、酸化再生细骨料33.16％、酸化再生粗骨料33.17％、聚丙烯复合竹纤维0.7％、钢纤维0.8％、羟丙基甲基纤维素醚0.17％、聚苯乙烯颗粒0.8％和树脂胶粉0.2％。3.根据权利要求1或2所述的一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，所述水泥的强度等级为42.5。4.根据权利要求1或2所述的一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，所述酸化再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，清除渣土和钢筋，破碎、过筛后，放入醋酸中，醋酸需淹没所有废弃混凝土，浸泡一小时后取出，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述酸化再生细骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，清除渣土和钢筋，破碎、过筛后，放入醋酸中，醋酸需淹没所有废弃混凝土，浸泡一小时后取出，得到的粒径为0.1mm-5mm的碎块。5.根据权利要求1或2所述的一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，所述聚丙烯复合竹纤维是竹纤维与聚丙烯按照重量比1:1热压后所得，直径为1.5mm，长度为25mm，抗拉强度为300MPa，密度为0.5g/cm3，弹性模量为20GPa。6.根据权利要求1或2所述的一种钢竹混合纤维再生保温混凝土，其特征在于，所述钢纤维的长度为50mm，长径比为60，密度为7.8g/cm3,铣削锯齿型，抗拉强为度900MPa，弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明，胡扬阳，许珂，周坤，雷豪，贺治宇，谭美钰，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43