一种复合纤维抗裂剂制造技术

本发明专利技术公开了一种复合纤维抗裂剂，属于建筑材料外加剂技术领域，其原料包括膨胀剂8

【技术实现步骤摘要】
一种复合纤维抗裂剂


[0001]本专利技术属于建材外加剂
，特别是一种复合纤维抗裂剂。

技术介绍

[0002]混凝土是一种水硬性胶凝材料，自浇筑成型开始并处于自然环境中的水泥混凝土结构，在其水化硬化的整个过程中，由于自身的水化反应以及向周围环境介质的失水过程，存在着自收缩、干燥收缩和温降收缩，约束条件下的收缩引起混凝土开裂，是造成工程质量事故的主要原因。现有技术中，通过在混凝土中加入碳纤维、有机纤维、玄武岩纤维等材料，同时对这些纤维进行改性处理以，利用改性纤维达到增韧作用，和膨胀剂成分在水化过程中产生的体积膨胀补偿混凝土的体积收缩，有效防止混凝土材料收缩开裂，同时优化颗粒粒径分布，达到改性纤维与水泥基材粘结力最强，填充密实性最优化。
[0003]例如中国专利申请CN108911625A提供了一种抗渗抗裂混凝土，除了加入水泥、中砂、随时、粉煤灰、矿粉等常规原料以外，还加入了抗渗剂、增强剂和硅烷偶联剂；抗渗剂为活性硅微粉、硅藻土以及高岭土，用于提高混凝土的抗裂抗渗性能；增强剂选用玄武岩纤维、碳纤维，用于提高混凝土力学强度。
[0004]例如中国专利申请CN112408895A提供了一种抗裂再生混凝土及其制备方法，其原料包括抗裂复合纤维，是将石墨烯、聚丙烯树脂、废弃玻璃球磨混合，再加入马来酸苷接枝聚丙烯、硅烷偶联剂、液体石蜡混合，最后熔融挤出喷丝制备而成。利用这种复合纤维，提高混凝土的抗裂性能。利用硅灰作为主要填料填充在水泥颗粒空隙之间，提高混凝土强度和耐久性。
[0005]又例如中国专利申请CN112028557A提供了一种抗裂混凝土及其制备方法，其原料中加入纳米硼纤维、纤维素纤维、聚乙二醇水溶液和硅烷偶联剂；利用聚乙二醇水溶液和硅烷偶联剂对纤维素纤维进行表面处理，在预改性纤维素纤维、纳米硼纤维与纳米碳酸氢铵的协同作用下，降低水泥水化热，减小混凝土后期硬化过程中的收缩率，提高纤维素纤维的耐碱性能，使其能够较稳定存在于抗裂混凝土中，有利于延长抗裂混凝土出现裂缝的时间，同时提高抗裂混凝土的抗裂性能。这种纳米硼纤维成本较高，抗拉强度和抗裂性能提升效果一般。
[0006]然而，上述这几种现有专利技术为了提升混凝土的抗裂性能和力学强度，原料成本较高，抗裂抗渗性能提升效果一般，仍存在上升空间。

技术实现思路

[0007]针对以上现有技术的不足，本专利技术提供了一种复合纤维抗裂剂，具体通过以下技术实现。
[0008]一种复合纤维抗裂剂，其原料包括膨胀剂8
‑
30wt％、微珠20
‑
40wt％、煤矸石25
‑
45％、改性复合纤维2
‑
8wt％、减水剂0.5
‑
1.0wt％、消泡剂0.1
‑
0.2wt％；
[0009]所述改性复合纤维的制备方法为：
[0010]S1、按质量比1:1:(0.002
‑
0.006)取矿物纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维，待用；
[0011]S2、将矿物纤维和玄武岩纤维混合均匀后，加热至熔融状态，挤出喷丝得到纤维粗品；
[0012]S3、取步骤S2制得的纤维粗品加至氢氧化钠溶液中进行碱处理，处理结束后用纯净水对纤维粗品进行洗涤、干燥；
[0013]S4、在惰性气体氛围下，取聚丙烯纤维与步骤S3制得的所述纤维粗品一起边搅拌边升温至120
‑
140℃，保持恒定温度20
‑
30min，然后按3
‑
5℃/min的降温速度冷却至室温，得到复合纤维；步骤S4的整个过程以转速100
‑
250rpm持续搅拌；
[0014]S5、取步骤S4制备的所述复合纤维加至硅烷偶联剂或硅烷偶联剂溶液中浸泡1
‑
2h，再先后用乙醇溶液和纯净水洗涤、烘干后得到改性复合纤维。
[0015]本专利技术提供的上述复合纤维抗裂剂，除了选用市场上常规售卖的膨胀剂(例如氧化镁类、氧化钙类、硫铝酸钙类、硫铝酸钙
‑
氧化钙类膨胀剂等)、微珠(市售的全球状、连续粒径分布、超细、实心、超细粉煤灰硅铝酸盐精细微珠，粒径一般为10μm以下)、煤矸石(采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物)、减水剂(马来海松酸酐和马来酸酐型聚羧酸减水剂、萘系减水剂等)和消泡剂(例如聚醚类、有机硅类或聚醚改性有机硅类)以外，还采用了一种特殊的改性复合纤维。这种改性复合纤维是将矿物纤维(一般选用石棉纤维、海泡石矿物纤维、粉煤灰矿物纤维)、聚丙烯纤维、玄武岩纤维为原料，先将矿物纤维和玄武岩纤维搅拌、熔融(一般加热至1550℃左右，以矿物纤维和玄武岩纤维完全熔融为准)、喷丝，使两种纤维熔合成一种复合的纤维粗品；再用氢氧化钠等碱液对纤维粗品进行表面处理；聚丙烯纤维的熔点一般为167℃左右，纤维粗品的熔点大约在14000
‑
1550℃之间不等，因此再将这种纤维粗品与聚丙烯纤维一起加热至120
‑
140℃，使聚丙烯纤维处于半熔融状态，并紧密附着在纤维粗品的表面，最后用硅烷偶联剂浸泡改性，最终形成具有特殊结构和性能的改性复合纤维。采用这种特殊方法制备的改性复合纤维，相比于简单地对矿物纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维进行硅烷偶联剂处理，其在混凝土浆料中的稳定性和分散性更强，与混凝土其他原料的结合能力更好，其抗拉性能和力学性能也显著提升。
[0016]优选地，复合纤维抗裂剂的原料包括膨胀剂18wt％、微珠35wt％、煤矸石40％、改性复合纤维6wt％、减水剂0.8wt％、消泡剂0.2wt％。
[0017]优选地，所述改性复合纤维的制备方法中，步骤S1的矿物纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维的质量比为1:1:0.005。
[0018]优选地，所述改性复合纤维的制备方法中，步骤S3的碱处理所用的氢氧化钠溶液浓度(质量分数)为10
‑
20％，浸泡时间为30
‑
50min。一般而言，氢氧化钠溶液的浓度和浸泡时间存在一定的反比关系，即浓度越高，浸泡时间可相对缩短；浓度越低，浸泡时间可相对延长。将氢氧化钠溶液浓度和浸泡时间按上述参数控制，能更方便地控制碱处理过程和最终处理效果，得到的纤维粗品表面状态相对更好，后续步骤更容易进行。
[0019]优选地，所述改性复合纤维的制备方法中，步骤S4的升温的最高温度为135℃，保持恒定温度为30min，升温至冷却至室温的整个过程的搅拌转速为200rpm。
[0020]优选地，所述改性复合纤维的制备方法中，步骤S5的硅烷偶联剂溶液是将硅烷偶联剂加至质量分数60
‑
70％的乙醇水溶液中混合制成的质量分数为4
‑
7％的溶液。
[0021]优选地，所述改性复合纤维的制备方法中，所述矿物纤维为石棉纤维、海泡石矿物
纤维、粉煤灰矿物纤维中至少一种。石棉纤维、海泡石矿物纤维、粉煤灰矿物纤维都属于市面上可以买到的矿物纤维产品，其熔点一般在1500℃左本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合纤维抗裂剂，其特征在于，其原料包括膨胀剂8
‑
30wt％、微珠20
‑
40wt％、煤矸石25
‑
45％、改性复合纤维2
‑
8wt％、减水剂0.5
‑
1.0wt％、消泡剂0.1
‑
0.2wt％；所述改性复合纤维的制备方法为：S1、按质量比1:1:(0.002
‑
0.006)取矿物纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维，待用；S2、将矿物纤维和玄武岩纤维混合均匀后，加热至熔融状态，挤出喷丝得到纤维粗品；S3、取步骤S2制得的纤维粗品加至氢氧化钠溶液中进行碱处理，处理结束后用纯净水对纤维粗品进行洗涤、干燥；S4、在惰性气体氛围下，取聚丙烯纤维与步骤S3制得的所述纤维粗品一起边搅拌边升温至120
‑
140℃，保持恒定温度20
‑
30min，然后按3
‑
5℃/min的降温速度冷却至室温，得到复合纤维；步骤S4的整个过程以转速100
‑
250rpm持续搅拌；S5、取步骤S4制备的所述复合纤维加至硅烷偶联剂或硅烷偶联剂溶液中浸泡1
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2h，再先后用乙醇溶液和纯净水洗涤、烘干后得到改性复合纤维。2.根据权利要求1所述的复合纤维抗裂剂，其特征在于，其原料包括膨胀剂18wt％、微珠35wt％、煤矸石40％、改性复合纤维6wt％、减水剂0.8wt％、消泡剂0.2wt％。3.根据权利要求1所述的复合纤维抗裂剂，其特征在于，所述改性复合纤维的制备方法中，步骤S1的矿物纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维的质量比为1:1:0.005。4.根据权利要求1所述的复合纤维抗裂剂，其特征在于，所述改性复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：杞浩，刘恒，
申请(专利权)人：云南鼎工建筑材料制造有限公司，
类型：发明
国别省市：