一种超高延性混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高延性混凝土及其制备方法，混凝土包括以下重量份的组分：水泥700

【技术实现步骤摘要】
一种超高延性混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体涉及一种超高延性混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统混凝土是由水泥、砂子、石头、水，按比例混合后浇筑而成。然而，传统混凝土脆性高，易开裂，极限拉应变仅有0.01％左右。高延性混凝土主要是由水泥、胶凝材料、集料、外加剂和纤维等原材料组成，按一定比例加水搅拌、成型以后，具有高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力的特种混凝土。这种混凝土的极限拉应变可以高达1
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3％，非常适合应用于旧房、桥梁的加固，极大提高了建筑的抗震性能和耐久性。高延性混凝土中的纤维为赋予混凝土高延展的性能起到了主要的作用。混凝土开裂后，纤维桥架在裂纹上，将混凝土紧紧连在一起，因此混凝土不再是脆性断裂，而是由纤维连接的韧性断裂。因此，纤维含量越高，纤维与混凝土的粘结力越强，纤维自身强度越高，纤维的桥架作用就越好，为混凝土提高的韧性就越多。然而，传统高延性混凝土用的合成纤维与混凝土结合强度较大，发生断裂时，纤维受力后容易发生断裂，导致混凝土的抗裂性能下降。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种超高延性混凝土及其制备方法，该混凝土具有较高延性，可有效解决现有的混凝土存在的由于纤维断裂而导致抗拉强度下降的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种超高延性混凝土，包括以下重量份的组分：水泥700
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800份、粉煤灰350<br/>‑
450份、改性聚乙烯醇纤维25
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35份、减水剂12
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16份、纳米碳酸钙15
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30份。
[0006]进一步地，包括以下重量份的组分：水泥738份、粉煤灰397份、改性聚乙烯醇纤维33份、减水剂14.5份、纳米碳酸钙25份。
[0007]进一步地，改性聚乙烯醇纤维通过如下方法制备得到：向醋酸乙烯酯
‑
乙烯共聚物乳液中加水，制得醋酸乙烯酯
‑
乙烯共聚物溶液，向该溶液加入聚乙烯醇纤维，超声处理，然后去除溶剂并对纤维进行干燥处理，然后，用水洗涤纤维，然后继续对纤维进行干燥处理，制得。
[0008]进一步地，聚乙烯醇纤维的干燥温度为20
‑
30℃。
[0009]进一步地，醋酸乙烯酯
‑
乙烯共聚物溶液的中醋酸乙烯酯
‑
乙烯共聚物溶液的浓度为10
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20g/ml。
[0010]进一步地，醋酸乙烯酯
‑
乙烯共聚物溶液的中醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物溶液的浓度为15g/ml。
[0011]进一步地，改性聚乙烯醇纤维有两种尺寸，直径分别为38
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43μm和12
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15μm，改性聚乙烯醇纤维的长度均为5
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7mm。
[0012]进一步地，改性聚乙烯醇纤维的抗拉强度为1200
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1500MPa，弹性模量为30
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40GPa，
断裂伸长率为5
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15％。
[0013]进一步地，减水剂为聚羧酸减水剂。
[0014]上述超高延性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)将水泥、粉煤灰搅拌混匀，得混合料；
[0016](2)将减水剂加水，制得减水剂溶液，将纳米碳酸钙加入减水剂溶液中，拌匀，得混合溶液；
[0017](3)将步骤(1)中的混合料与步骤(2)中的混合液混匀，制得混凝土浆料；
[0018](4)将改性聚乙烯醇纤维加入混凝土浆料中，混合均匀，制得超高延性混凝土。
[0019]本专利技术所产生的有益效果为：
[0020]1、改性后的聚乙烯醇纤维表面覆盖有一层弱酸膜，会削弱纤维与水泥基体之间的粘结强度，增大纤维的滑移效应，既可以促进纤维分散，又能够避免纤维发生断裂，但是弱酸膜也会破坏混凝土的结构，导致初始开裂强度降低。纳米碳酸钙材料具有良好的填充性能，可有效提高颗粒的紧密堆积程度进而提高材料密实度，可增强混凝土的抗压强度，添加的纳米碳酸钙可在聚乙烯醇纤维周围形成保护层，既可防止纤维上附着的弱酸膜对混凝土的影响，提高开裂强度，又能够增加与弱酸膜的连接紧密性，使得混凝土的抗折强度增大。
[0021]2、添加有两种尺寸的聚乙烯醇纤维，可能由于不同直径的聚乙烯醇纤维与混凝土的接触面积不同，导致在发生弯折或拉伸过程中，混凝土与不同直径纤维的受力发生改变，使得在纤维用量相同的情况下，使用两种直径纤维的混凝土的抗折强度大于使用一种平均直径纤维的混凝土的抗折强度。
[0022]3、纤维的长度对于混凝土的抗折强度影响较大，使用等量纤维的情况下，纤维越长，其分散的均匀度越差，且同一截面内暴露的纤维截面越少，导致其抗折强度下降；纤维缩短后，在使用等量纤维的情况下，同一截面内暴露的纤维截面越多，导致其抗折强度增大。
具体实施方式
[0023]实施例1
[0024]一种超高延性混凝土，包括以下重量份的组分：水泥700份、粉煤灰350份、改性聚乙烯醇纤维25份、聚羧酸减水剂12份、纳米碳酸钙15份，其中改性聚乙烯醇纤维的直径分别为38μm和12μm，长度均为5mm，改性聚乙烯醇纤维的抗拉强度为1200MPa，弹性模量为30GPa，断裂伸长率为15％。
[0025]改性聚乙烯醇纤维通过以下方法制得：向醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物乳液中加水，制得浓度为20g/ml的醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物溶液，向该溶液加入聚乙烯醇纤维，于40KHz条件下超声处理15min，然后去除溶剂并于25℃条件下对纤维进行干燥处理3h，然后，用水洗涤纤维，然后继续于25℃条件下对纤维进行干燥处理1h，制得。
[0026]上述超高延性混凝土的制备方法包括以下步骤：
[0027](1)将水泥、粉煤灰搅拌混匀，得混合料；
[0028](2)将聚羧酸减水剂加水，制得减水剂溶液，将纳米碳酸钙加入减水剂溶液中，拌匀，得混合溶液；
[0029](3)将步骤(1)中的混合料与步骤(2)中的混合液混匀，制得混凝土浆料；
[0030](4)将改性聚乙烯醇纤维加入混凝土浆料中，混合均匀，制得超高延性混凝土。
[0031]实施例2
[0032]一种超高延性混凝土，包括以下重量份的组分：水泥800份、粉煤灰450份、改性聚乙烯醇纤维35份、聚羧酸减水剂16份、纳米碳酸钙30份，其中改性聚乙烯醇纤维的直径分别为38μm和15μm，长度均为7mm，改性聚乙烯醇纤维的抗拉强度为1300MPa，弹性模量为40GPa，断裂伸长率为10％。
[0033]改性聚乙烯醇纤维通过以下方法制得：向醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物乳液中加水，制得浓度为10g/ml的醋酸乙烯酯...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高延性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥700
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800份、粉煤灰350
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450份、改性聚乙烯醇纤维25
‑
35份、减水剂12
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16份、纳米碳酸钙15
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30份。2.如权利要求1中所述的超高延性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥738份、粉煤灰397份、改性聚乙烯醇纤维33份、减水剂14.5份、纳米碳酸钙25份。3.如权利要求1或2所述的超高延性混凝土，其特征在于，所述改性聚乙烯醇纤维通过如下方法制备得到：向醋酸乙烯酯
‑
乙烯共聚物乳液中加水，制得醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物溶液，向该溶液加入聚乙烯醇纤维，超声处理，然后去除溶剂并对纤维进行干燥处理，然后，用水洗涤纤维，然后继续对纤维进行干燥处理，制得。4.如权利要求3所述的超高延性混凝土，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维的干燥温度为20
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30℃。5.如权利要求1所述的超高延性混凝土，其特征在于，所述醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物溶液的中醋酸乙烯酯
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乙烯共聚物溶液的浓度为10
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20...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福海，贾毅，文涛，靳贺松，胡丁涵，吴昊南，刘自力，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：