一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法，S1、按重量份称取天然细河砂、碎石、水泥、掺合料混合后，进行干拌，然后按重量份称取减水剂和水加入上述干拌料搅拌混合，制得预混料；S2、将超高分子量聚乙烯短切纤维用水力分散器进行分散，制成均匀悬浮的芳纶短切纤维浆料；S3、将步骤S2中获取的浆料，制成浆体混合料；S4、称取有机纤维和稀士纳米纤维进行混合搅拌；S5、按重量份称取早强剂，投入步骤S4制得的搅拌料继续混合搅拌后，最终将搅拌后的浆液倒入模具中，拆模后养护48h即可；材料抗疲劳裂缝产生性能和抗裂缝扩展性能均优于热拌环氧沥青，在应用中可以有效弥补钢桥面铺装表面产生疲劳弯拉裂缝的缺陷。表面产生疲劳弯拉裂缝的缺陷。表面产生疲劳弯拉裂缝的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土制备
，具体为一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是土木工程中应用最为广泛的材料，但是混凝土具有抗压能力差、脆性高、易渗水等缺点，使得在用混凝土制备高架桥时，高架桥出现寿命短、承载重量较低，并且容易渗水等缺点。现有技术中混凝土的制备只是通过将水泥、沙子、石子、水和减水剂混合制备而成，这样的混凝土的优点是抗压强度高、取材容易、易成型、价格低廉、可与钢材结合制成各种承重构件，但是其致命弱点为抗拉强度低、脆性大、易开裂、韧性差，从而降低混凝土结构的承载能力，缩短使用寿命，成为各种灾难事故的隐患。特别是其抗冲击性能差，在冲击荷载作用下易于脆性断裂和脱落。
[0003]针对钢纤维
‑
聚丙烯纤维二元混杂纤维增强混凝土的综合力学性能，国内学者已经做了一些试验研究：由聚丙烯的桥接作用阻止早期混凝土塑性裂缝的发生和发展，提高了材料介质的连续性，从而使硬化后混凝土的抗拉强度提高，由钢纤维阻止硬化混凝土破坏时的宏观裂缝扩展，使硬化混凝土在裂后仍能保持一定的抗拉强度，提高了硬化混凝土的断裂韧性；毕远志等(2008)发现采用聚丙烯仿粗纤维(ρppf0.6％)和钢纤维(ρ弯拉强度0.4％)混杂时，弯曲韧性比单一纤维时平均提高了30％；高淑玲(2010)等采用聚丙烯仿钢丝粗纤维代替部分钢纤维(ρsf 0.7％，ρppf 0.5％)，初裂挠度比普通混凝土提高了4倍以上。
[0004]然而，增强纤维的混杂形式仍停留在钢纤维/聚丙烯纤维二元混杂的阶段，混杂纤维混凝土的拉伸韧性及弯曲韧性提高的幅度尚不明确。纤维混凝土韧性是指材料开裂后产生较大变形仍可保持材料强度不明显降低的能力，这是纤维混凝土的一个重要特性。纤维混凝土韧性的改善在很多应用条件下比强度改善更为重要，对纤维混凝土优良韧性的认识，成为需要有较大变形适应能力的结构设计思想的改变和广泛采用纤维混凝土的理论基础。近年来，又有相关学者做过钢纤维
‑
塑钢纤维二元混杂纤维混凝土的试验研究，其创新点在于用塑钢纤维完全取代聚丙烯单丝纤维，但取代后聚丙烯单丝纤维对混凝土硬化前期塑性裂缝产生以及扩展的抑制作用也随之消失，并且对基体混凝土开裂后期的韧性提高也产生了一定程度的削弱作用，显示出该种纤维混杂方式仍然需要进一步改进，以使混杂纤维混凝土的拉伸韧性及弯曲韧性提高的幅度增大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法，提高混杂纤维混凝土的拉伸韧性及弯曲韧性，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：。
[0007]一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法，所述含复合纤维的高性能混凝土包
括基料和辅料；
[0008]所述主料包括如下重量份材料：天然细河砂10
‑
20份、碎石10
‑
25份，掺合料1
‑
15份、水泥15
‑
30份、抗紫外线聚丙烯酸酯溶液2
‑
8份、超高分子量聚乙烯短切纤维2
‑
3份和稀士纳米纤维1
‑
3份；
[0009]所述辅料包括如下重量份材料：早强剂0.2
‑
15份、发泡剂1
‑
5份、减水剂0.3
‑
2份、助剂和有机纤维2
‑
3份；
[0010]其制备方法包括以下步骤：
[0011]S1、按重量份称取天然细河砂、碎石、水泥、掺合料混合后，进行干拌，然后按重量份称取减水剂和水加入上述干拌料搅拌混合，制得预混料；
[0012]S2、将超高分子量聚乙烯短切纤维用水力分散器进行分散，制成均匀悬浮的芳纶短切纤维浆料；
[0013]S3、将步骤S2中获取的浆料，倒入提前预热至50℃的拌合设备中步骤S1制得的干混料中，干拌2
‑
8秒后加水搅拌25
‑
55秒，制成浆体混合料；
[0014]S4、称取有机纤维和稀士纳米纤维，投入步骤S3制备的浆体混合料进行混合搅拌；
[0015]S5、按重量份称取早强剂，投入步骤S4制得的搅拌料继续混合搅拌后，最终将搅拌后的浆液倒入模具中，添加发泡剂进行发泡、静养，拆模后养护48h即可。
[0016]优选的，所述水泥采用42.5硅酸盐水泥；砂采用中砂，细度模数为2.8；碎石最大粒径为20mm，采用5
‑
20mm连续级碎石，其中10
‑
20mm碎石占68％，5
‑
10mm碎石占32％；矿渣粉为S95矿渣粉；所述超高分子量聚乙烯短切纤维选用长度为2
‑
7mm，细度为0.5
‑
1.5D。
[0017]优选的，所述辅料还包含5
‑
10份的轻质材料，所述轻质材料包括聚苯乙烯颗粒、珍珠岩或陶粒中的一种或多种；所述掺合料包括矿渣粉、硅灰和粉煤灰，所述矿渣粉、硅灰和粉煤灰的投放比例为1:0.5:1.2。
[0018]优选的，所述超高分子量聚乙烯短切纤维的抗拉强度大于1500MPa，模量大于60000MPa；所述有机纤维包括聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维以及聚甲醛纤维中的一种或者多种。
[0019]优选的，所述减水剂包括：茶皂素、肌醇六磷酸酯、羟丙基甲基纤维素、烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸聚乙二醇酯、β
‑
萘磺酸盐甲醛缩合物、和聚二甲基硅氧烷的混合物，且减水率为25
‑
45％。
[0020]优选的，所述有机纤维可替换为复合粗纤维，所述复合粗纤维采用PP玻纤型粗纤维，PP含量为30％，PP在240℃件下，与玻璃纤维熔合，制得的PP玻纤型粗纤维的抗拉强度1000MPa，模量50000MPa，直径1
㎜
，长度70
㎜
。
[0021]优选的，向提前预热至50℃的拌合设备中步骤S1制得的干混料中投加百分比为0.35％的复合粗纤维(以步骤S1中混合后的混凝土重量为基准，即每吨混凝土投加35kg复合粗纤维)，干拌2秒，搅拌25秒，制得复合粗纤维水泥混凝土。
[0022]优选的，所述助剂包括流平剂，所述流平剂加入量为抗紫外线聚丙烯酸酯溶液加入量的1
‑
2％(质量百分数)；搅拌45
‑
90min，温度25
‑
39℃。
[0023]优选的，所述抗紫外线聚丙烯酸酯溶液加入前需进行混合料的降温处理，在温度为38
‑
53℃时加入抗紫外线剂，保温0.5
‑
1.5h，之后降温至常温得到成品，固含量控制在25
‑
30％。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术的复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法，其特征在于：所述含复合纤维的高性能混凝土包括基料和辅料；所述主料包括如下重量份材料：天然细河砂10
‑
20份、碎石10
‑
25份，掺合料1
‑
15份、水泥15
‑
30份、抗紫外线聚丙烯酸酯溶液2
‑
8份、超高分子量聚乙烯短切纤维2
‑
3份和稀士纳米纤维1
‑
3份；所述辅料包括如下重量份材料：早强剂0.2
‑
15份、发泡剂1
‑
5份、减水剂0.3
‑
2份、助剂和有机纤维2
‑
3份；其制备方法包括以下步骤：S1、按重量份称取天然细河砂、碎石、水泥、掺合料混合后，进行干拌，然后按重量份称取减水剂和水加入上述干拌料搅拌混合，制得预混料；S2、将超高分子量聚乙烯短切纤维用水力分散器进行分散，制成均匀悬浮的芳纶短切纤维浆料；S3、将步骤S2中获取的浆料，倒入提前预热至50℃的拌合设备中步骤S1制得的干混料中，干拌2
‑
8秒后加水搅拌25
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55秒，制成浆体混合料；S4、称取有机纤维和稀士纳米纤维，投入步骤S3制备的浆体混合料进行混合搅拌；S5、按重量份称取早强剂，投入步骤S4制得的搅拌料继续混合搅拌后，最终将搅拌后的浆液倒入模具中，添加发泡剂进行发泡、静养，拆模后养护48h即可。2.根据权利要求1所述的一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法，其特征在于：所述水泥采用42.5硅酸盐水泥；砂采用中砂，细度模数为2.8；碎石最大粒径为20mm，采用5
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20mm连续级碎石，其中10
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20mm碎石占68％，5
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10mm碎石占32％；矿渣粉为S95矿渣粉；所述超高分子量聚乙烯短切纤维选用长度为2
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7mm，细度为0.5
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1.5D。3.根据权利要求1所述的一种含复合纤维的高性能混凝土的制备方法，其特征在于：所述辅料还包含5
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10份的轻质材料，所述轻质...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国祥，陈旭东，
申请(专利权)人：湖州三中混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：