一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法，所述混凝土包括水泥、粉煤灰、绿坡缕石、改性环氧树脂、聚乙烯醇纤维、PVA纤维、河沙、改性二氧化硅、高岭土、锰渣粉、减水剂、聚丙烯酸酯、二氧化硅、葡萄糖酸钠、三乙醇胺、三氧化二硼和纳米碳纤维。本发明专利技术利用改性纤维制备的超高性能抗裂抗冲击混凝土，可以提高混凝土抵抗应力的能力，从而阻止裂缝产生，改性后的纳米碳纤维提升了对外增加应力能量的吸收能力，提高整体混凝土对冲击能量的吸收，从而提高混凝土的抗冲击能力。提高混凝土的抗冲击能力。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土建筑材料及其制备方法，具体涉及一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土(Ultra
‑
HighPerformance Concrete)具有超高强度、高韧性和较好的耐久性等优异的特点。目前，已有不少学者针对不同组分对混凝土抗冲击性能的影响进行了一定的研究，包括不同掺量的钢纤维、混掺纤维和不同粗骨料对混凝土抗冲击性能的影响，并得到了相关的研究结果。例如，有人研究了不同钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响，结果表明长直纤维的作用效果优于端钩纤维，钢纤维优于有机纤维，同时粗骨料的种类也会对混凝土抗冲击性能产生正负影响。然而，超高性能混凝土内不含粗骨料，通过钢纤维提高抗冲击性能的方式需在混凝土内添加大量钢纤维，会提高成本以及超高性能混凝土的容重。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种抗冲击的超高性能混凝土。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005]一种抗冲击的超高性能混凝土，包括以下重量份的成分：
[0006]水泥320
‑
360份、粉煤灰45
‑
80份、绿坡缕石20
‑
40份、改性环氧树脂3
‑
6份、聚乙烯醇纤维4
‑
8份、PVA纤维2
‑
5份、河沙50
‑
150份、改性二氧化硅10
‑
30份、高岭土10
‑
15份、锰渣粉22
‑
44份、聚羧酸减水剂3
‑
4份、水100
‑
120份、聚丙烯酸酯10
‑
20份、二氧化硅20
‑
30份、葡萄糖酸钠0.05
‑
0.1份、三乙醇胺10
‑
15份、三氧化二硼2.3
‑
12份和纳米碳纤维23.5
‑
33.5份。
[0007]进一步的，所述改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂和呋喃基化合物溶解在无水有机溶剂中，于50℃～100℃和催化剂存在的条件下反应3h～10h，得到反应混合物，其中，所述环氧树脂为分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂，所述呋喃基化合物为分子中具有至少1个活泼氢原子的呋喃基化合物；以及除去所述反应混合物中的所述无水有机溶剂得到反应产物，将所述反应产物滴入有机沉淀剂中，析出并真空烘干得到改性环氧树脂。
[0008]进一步的，所述环氧树脂和所述呋喃基化合物中，所述活泼氢原子与所述环氧基的摩尔比为0.5
‑
1：1。
[0009]进一步的，改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：
[0010]步骤1、将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中，在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表面；
[0011]步骤2、利用步骤1接枝的氨基与丙烯酸酯类功能化改性配合物迈克尔加成反应，制备得到一种在二氧化硅表面含有长碳链烷基及羟烷基结构的二氧化硅纳米颗粒。
[0012]进一步的，河沙的细度模数为2
‑
3，含沙量＜2％，表观密度为2500kg/m3，松散堆积
密度为1500kg/m3，紧密堆积密度1500kg/m3，含沙量0.2％。
[0013]进一步的，碎石的连续粒级为10
‑
15mm。
[0014]上述抗冲击的超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1、将以下重量份的成分进行混合进行熔融处理再拉伸，得到改性纤维，包括改性环氧树脂3
‑
6份、聚丙烯酸酯10
‑
20份、葡萄糖酸钠0.05
‑
0.1份、三乙醇胺10
‑
15份、三氧化二硼2.3
‑
12份、聚乙烯醇纤维4
‑
8份、PVA纤维2
‑
5份、纳米碳纤维23.5
‑
33.5份；
[0016]步骤2、将以下重量份的成分置于制备装置搅拌混合，得到混合物料，包括：水泥320
‑
360份、粉煤灰45
‑
80份、绿坡缕石20
‑
40份、河沙50
‑
150份、改性二氧化硅10
‑
30份、高岭土10
‑
15份、锰渣粉22
‑
44份、改性二氧化硅20
‑
30份；
[0017]步骤3、将步骤1的改性纤维加入到步骤2的制备装置中进行继续搅拌，再将聚羧酸减水剂3
‑
4重量份和适量的水均匀加入后再进行搅拌处理，直至均匀，得到改性混凝土。
[0018]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对环氧树脂进行修饰，引入新的活性基团，得到收缩性能较高和热稳定性能较好的改性环氧树脂，对二氧化硅进行表面改性以提高其亲水性和硬度，并利用改性环氧树脂和改性二氧化硅对碳纤维进行改性，利用改性纤维制备的超高性能抗裂抗冲击改性混凝土可以提高混凝土抵抗应力的能力，从而阻止裂缝产生，改性后的纳米碳纤维提升了对外增加应力能量的吸收能力，提高整体混凝土对冲击能量的吸收，从而提高混凝土的抗冲击能力。
具体实施方式
[0019]以下结合具体实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0020]实施例1
[0021]一种抗冲击的超高性能混凝土，包括以下重量份的成分：
[0022]水泥320份、粉煤灰45份、绿坡缕石20份、改性环氧树脂3份、聚乙烯醇纤维4份、PVA纤维2份、河沙50份、改性二氧化硅10份、高岭土10份、锰渣粉22份、聚羧酸减水剂3份、水100份、聚丙烯酸酯10份、二氧化硅20份、葡萄糖酸钠0.05份、三乙醇胺10份、三氧化二硼2.3份和纳米碳纤维23.5份。
[0023]所述改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂和呋喃基化合物溶解在无水有机溶剂中，于50℃和催化剂存在的条件下反应3h，得到反应混合物，其中，所述环氧树脂为分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂，所述呋喃基化合物为分子中具有至少1个活泼氢原子的呋喃基化合物；以及除去所述反应混合物中的所述无水有机溶剂得到反应产物，将所述反应产物滴入有机沉淀剂中，析出并真空烘干得到改性环氧树脂。
[0024]所述环氧树脂和所述呋喃基化合物中，所述活泼氢原子与所述环氧基的摩尔比为0.5：1。
[0025]改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：
[0026]步骤1、将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中，在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表面；
[0027]步骤2、利用步骤1接枝的氨基与丙烯酸酯类功能化改性配合物迈克尔加成反应，制备得到一种在二氧化硅表面含有长碳链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冲击的超高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份的成分：水泥320
‑
360份、粉煤灰45
‑
80份、绿坡缕石20
‑
40份、改性环氧树脂3
‑
6份、聚乙烯醇纤维4
‑
8份、PVA纤维2
‑
5份、河沙50
‑
150份、改性二氧化硅10
‑
30份、高岭土10
‑
15份、锰渣粉22
‑
44份、聚羧酸减水剂3
‑
4份、水100
‑
120份、聚丙烯酸酯10
‑
20份、二氧化硅20
‑
30份、葡萄糖酸钠0.05
‑
0.1份、三乙醇胺10
‑
15份、三氧化二硼2.3
‑
12份和纳米碳纤维23.5
‑
33.5份。2.根据权利要求1所述的抗冲击的超高性能混凝土，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂和呋喃基化合物溶解在无水有机溶剂中，于50℃～100℃和催化剂存在的条件下反应3h～10h，得到反应混合物，其中，所述环氧树脂为分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂，所述呋喃基化合物为分子中具有至少1个活泼氢原子的呋喃基化合物；以及除去所述反应混合物中的所述无水有机溶剂得到反应产物，将所述反应产物滴入有机沉淀剂中，析出并真空烘干得到改性环氧树脂。3.根据权利要求1所述的抗冲击的超高性能混凝土，其特征在于，所述环氧树脂和所述呋喃基化合物中，所述活泼氢原子与所述环氧基的摩尔比为0.5
‑
1：1。4.根据权利要求1所述的抗冲击的超高性能混凝土，其特征在于，改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：步骤1、将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中，在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，杨腾宇，舒本安，邱文俊，李进辉，丁庆军，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：