用于大跨度梁施工的超高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了用于大跨度梁施工的超高性能混凝土及其制备方法，先以聚酰胺和炭黑为原料，制备改性聚酰胺长纤维；再将不锈钢短纤维经表面电解蚀刻，得到蚀刻不锈钢短纤维，接着将短切碳纤维表面负载吸水树脂，得到改性短切碳纤维；然后将水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、细骨料、改性聚酰胺长纤维、蚀刻不锈钢短纤维、改性短切碳纤维干拌混合均匀，接着边搅拌边加入减水剂和水，搅拌混匀，电场处理，得到混凝土。本发明专利技术所得混凝土具有优异的力学性能和低收缩性，特别适用于大跨度梁施工，保证了大跨度梁的施工安全。梁的施工安全。

【技术实现步骤摘要】
用于大跨度梁施工的超高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种混凝土产品，具体涉及一种用于大跨度梁施工的超高性能混凝土及其制备方法。属于建筑施工


技术介绍

[0002]随着建筑行业发展，行业水平的不断提高，公用建筑的大开间房间逐渐增加，大跨度梁在会议室、活动室、车间中的应用越来越多。与常规梁体相比，大跨度梁自重更大，对施工荷载和支撑强度要求更高，对施工的安全性和稳定性要求更高，故大跨度梁施工时所使用混凝土的性能显得尤为重要。显然，普通强度混凝土无法满足大跨度梁的应用需求。
[0003]近年来出现了超高性能混凝土，其强度达到150Mpa以上，拉伸强度大于5Mpa，弹性模量大于40GMPa，且具有良好延性和耐久性。但是超高混凝土在浇筑和养护过程中，与普通混凝土一样，仍然存在容易收缩开裂的问题，甚至因为超高性能混凝土水泥用量大、水胶比低，导致水化放热量高、自收缩大，其收缩开裂问题比普通混凝土更为严重。故超高性能混凝土在大跨度梁中的应用必须考虑收缩开裂问题。
[0004]专利申请CN111779276A公开了一种基于热轧高强钢筋的大跨度梁施工方法，其包括如下步骤：S10，测量放线，根据设计图纸测量并在施工处用墨线进行标注；S20，柱施工，绑扎框架柱的钢筋，之后安装框架柱的模板，再在模板内浇入混凝土；S30，钢管架设，搭建模板支架；S40，梁施工，安装梁底模，再在底模上进行钢筋的绑扎，绑扎完成后，安装梁的侧模，最后在模板内浇入混凝土；S50，混凝土养护，在混凝土上覆盖材料，并进行定期保湿、潮湿养护；S60，模板及支撑架拆除，依次拆除各个模板以及各个支撑架。在该专利申请的施工过程中，所使用的混凝土并无具体限定，很难保证在大跨度梁施工中的应用效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于大跨度梁施工的超高性能混凝土及其制备方法，具有优异的力学性能和低收缩性，特别适用于大跨度梁施工，保证了大跨度梁的施工安全。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]用于大跨度梁施工的超高性能混凝土的制备方法，具体步骤如下：
[0008](1)先以聚酰胺和炭黑为原料，制备改性聚酰胺长纤维；
[0009](2)再将不锈钢短纤维经表面电解蚀刻，得到蚀刻不锈钢短纤维，接着将短切碳纤维表面负载吸水树脂，得到改性短切碳纤维；
[0010](3)然后将水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、细骨料、改性聚酰胺长纤维、蚀刻不锈钢短纤维、改性短切碳纤维干拌混合均匀，接着边搅拌边加入减水剂和水，搅拌混匀，电场处理，即得所述的混凝土。
[0011]优选的，以重量份计，步骤(1)的具体方法为：先将1份N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷加入4～5份无水乙醇中，搅拌分散均匀，接着加入2～3份炭黑，300～400W超声
波振荡20～30分钟，过滤得改性炭黑；然后将改性炭黑与40～45份聚酰胺树脂均匀混合，熔融纺丝，即得改性聚酰胺长纤维。
[0012]进一步优选的，熔融纺丝的具体方法为：先将改性炭黑与聚酰胺树脂均匀混合，经双螺杆挤出机挤出熔融得到纺丝原液，然后将纺丝原液通过纺丝泵连续而均匀地从喷丝板的毛细孔中挤出，形成液态细流，冷却固化，即得；其中，挤出温度为260～270℃。
[0013]优选的，步骤(1)中，改性聚酰胺长纤维的长度为50～55mm。
[0014]优选的，步骤(2)中，以重量份计，蚀刻不锈钢短纤维的制备方法如下：先将1份不锈钢短纤维加入3～4份丙酮中，300～400W超声波振荡20～30分钟，过滤，用去离子水冲洗3～4次，干燥，得到预处理不锈钢短纤维；然后在电解液中，将三个铂电极围成三角形结构，预处理不锈钢短纤维置于三角形的中心，铂电极接通电源负极，预处理不锈钢短纤维接通电源正极，45～55V通电15～20s，取出后去离子水冲洗3～4次，接着加入3～4份质量浓度35～45％氢氟酸溶液中，300～400W超声波振荡10～20分钟，过滤，干燥，即得。
[0015]进一步优选的，电解液包括：8～10重量份高氯酸，90～92重量份乙二醇。
[0016]优选的，步骤(2)中，改性短切碳纤维的制备方法如下：先将3～5份淀粉加入50～55份75～85℃热水中，搅拌糊化5～10分钟，接着降温至60～70℃，加入10～15份丙烯腈、0.4～0.6份环氧氯丙烷、6～8份羟基磷灰石粉末、30～35份短切碳纤维，搅拌混匀，再加入0.4～0.6份硝酸铈铵，40～50℃交联反应80～90分钟，在短切碳纤维表面生成吸水树脂，过滤，洗涤，干燥，即得。
[0017]优选的，步骤(2)中，不锈钢短纤维的长度为10～15mm，短切碳纤维的长度为8～10mm。
[0018]优选的，步骤(3)中，水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、细骨料、改性聚酰胺长纤维、蚀刻不锈钢短纤维、改性短切碳纤维、减水剂、水的质量比为280～300：90～100：140～150：600～650：380～400：2～3：1～2：2～3：8～10：130～150。
[0019]优选的，步骤(3)中，水泥为P.O 42.5硅酸盐水泥，粗骨料为粒径10～15mm碎石，细骨料为细度模数2.5～3.0的中砂，减水剂为聚羧酸高效减水剂。
[0020]优选的，步骤(3)中，搅拌混匀的工艺条件为：2.5～3.5m/s搅拌200～250s。
[0021]优选的，步骤(3)中，电场处理的工艺条件为：40～50kV电场处理8～10s。
[0022]利用上述制备方法得到的用于大跨度梁施工的超高性能混凝土。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术先以聚酰胺和炭黑为原料，制备改性聚酰胺长纤维；再将不锈钢短纤维经表面电解蚀刻，得到蚀刻不锈钢短纤维，接着将短切碳纤维表面负载吸水树脂，得到改性短切碳纤维；然后将水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、细骨料、改性聚酰胺长纤维、蚀刻不锈钢短纤维、改性短切碳纤维干拌混合均匀，接着边搅拌边加入减水剂和水，搅拌混匀，电场处理，得到混凝土。本专利技术所得混凝土具有优异的力学性能和低收缩性，特别适用于大跨度梁施工，保证了大跨度梁的施工安全。
[0025]本专利技术的技术关键在于改性聚酰胺长纤维、蚀刻不锈钢短纤维、改性短切碳纤维的加入，通过长纤维和短纤维的搭配使用，大大提高了混凝土的力学性能，并通过纤维的支撑作用降低了混凝土的收缩性。
[0026]改性聚酰胺长纤维中加入了炭黑，使其具有一定的导电性，在电场作用下调整在
混凝土中的排列。不锈钢短纤维表面电解蚀刻，使得不锈钢短纤维表面形成微孔，起到吸附作用。短切碳纤维表面经聚合反应生成吸水树脂，促进在混凝土中的分散，吸水树脂的吸水和保水性，可有效抑制混凝土收缩。
[0027]最重要的是，在原料混合后，本专利技术进行了电场处理，在电场作用下，具有导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于大跨度梁施工的超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）先以聚酰胺和炭黑为原料，制备改性聚酰胺长纤维；（2）再将不锈钢短纤维经表面电解蚀刻，得到蚀刻不锈钢短纤维，接着将短切碳纤维表面负载吸水树脂，得到改性短切碳纤维；（3）然后将水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、细骨料、改性聚酰胺长纤维、蚀刻不锈钢短纤维、改性短切碳纤维干拌混合均匀，接着边搅拌边加入减水剂和水，搅拌混匀，电场处理，即得所述的混凝土。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤（1）的具体方法为：先将1份N
‑
（β
‑
氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷加入4～5份无水乙醇中，搅拌分散均匀，接着加入2～3份炭黑，300～400W超声波振荡20～30分钟，过滤得改性炭黑；然后将改性炭黑与40～45份聚酰胺树脂均匀混合，熔融纺丝，即得改性聚酰胺长纤维。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，改性聚酰胺长纤维的长度为50～55mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，以重量份计，蚀刻不锈钢短纤维的制备方法如下：先将1份不锈钢短纤维加入3～4份丙酮中，300～400W超声波振荡20～30分钟，过滤，用去离子水冲洗3～4次，干燥，得到预处理不锈钢短纤维；然后在电解液中，将三个铂电极围成三角形结构，预处理不锈钢短纤维置于三角形的中心，铂电极接通电源负极，预处理不锈钢短纤维接通电源正极，45～55V通电15～20s，取出后去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴满，刘卓，王玮，孟祥君，马心宇，
申请(专利权)人：山东港基建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：