一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料、制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及混凝土技术领域，公开了一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料、制备方法和应用，该带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料包括以下重量份的原料：聚合物乳液10

【技术实现步骤摘要】
一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料、制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体为一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现代城市道路下方往往需要埋设雨水、污水、电力以及通讯等管道设备，因此道路基面往往设置有相应的检查井构件、排水管道、排水箱涵、雨污调蓄池构件、沉井构件、一体化预制泵站筒体、一体化轴流泵站井筒、排水渠、化粪池构件、截污井筒体、截流井筒体、一体化预制井构件、拍门井等，目前城市道路中使用的以上产品及构件大多采用常规混凝土制作，而混凝土目前还普遍存在强度差、脆性大、易开裂等问题，导致混凝土检查井构件存在韧性差、强度低等问题，随着城市交通运输量不断扩大，市政排水系统中各种构件的性能要求也逐渐提高，在混凝土技术高速发展的今天，将混凝土以及其它材料复合，形成的新型复合混凝土得到了广泛的应用，因此，使用高机械强度、耐腐蚀、重量轻、环境友好等特点的新型复合混凝土材料，必然是今后市政排水系统中各种构件设计和制造领域的发展趋势。
[0003]与传统的钢筋混凝土的钢筋对比，玻璃纤维增强筋具有更高的抗拉强度、更轻的重量、更好的绝缘性能以及更强的抗疲劳性，因此使用玻璃纤维增强筋代替钢筋，成为近年来的研究热点，但是混凝土普遍呈碱性，长期处于碱性环境中，玻璃纤维增强筋难免会遭到腐蚀，因此需要玻璃纤维增强筋具有更强的耐碱性，使其更易于应用在市政排水系统中各种构件的制造领域，专利CN104725780B公开了一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，通过在玻璃纤维外侧包覆玄武岩纤维，利用玄武岩纤维优异的耐碱性，增强玻璃纤维的耐碱性，此外，在混凝土的制备过程中添加聚合物，可以使得混凝土具有更好的施工和易性，同时还能够增强混凝土的耐久性，但是常用的环氧树脂等聚合物大多为溶剂型，挥发产生的有机物容易对环境产生污染，因此要求使用的聚合物具有水溶性，避免出现不必要的环境污染问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料、制备方法和应用，解决了以下技术问题：
[0005](1)解决了传统钢筋混凝土密度较大，形成的市政排水系统中各种构件质量大、不易安装、运输和维护等问题。
[0006](2)解决了玻璃纤维筋长期处于碱性环境下，发生腐蚀的问题。
[0007](3)解决了溶剂型环氧树脂易挥发，产生的有机物容易造成环境污染的问题。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009]一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料，包括以下重量份的原料：聚合物乳液10
‑
30份、矿物油系消泡剂1
‑
3份、酚醛胺固化剂1
‑
2份、玻璃纤维筋10
‑
40份、粉煤灰30
‑
50份、水泥200
‑
450份、碎石800
‑
1500份、细砂600
‑
800份、聚丙烯酸减水剂2
‑
6份、水30
‑
90份；所述粉
煤灰为二级粉煤灰；所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述碎石的粒径为5
‑
25mm，压碎值为6.9％，含泥量≤0.8；所述细砂的粒径为5
‑
20um，二氧化硅含量≥93％；所述聚合物乳液是由在双酚A型环氧树脂结构中引入磺酸基团制备的水性环氧树脂；所述玻璃纤维筋是由正硅酸乙酯在玻璃纤维表面水解生成二氧化硅包覆层，再通过浸渍
‑
固化
‑
牵引
‑
切割工艺制得。
[0010]进一步地，所述玻璃纤维筋的制备方法包括以下步骤：
[0011]A：将玻璃纤维置于无水乙醇中，在氮气氛围下搅拌1
‑
2h，转移至30
‑
50℃的水浴锅中，继续向体系中滴加正硅酸乙酯、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和氨水，滴加完毕后，反应4
‑
12h，反应结束后真空抽滤，取固体产物，用乙醇洗涤2
‑
3次，真空干燥，得到改性玻璃纤维；
[0012]B：将步骤A制备的改性玻璃纤维浸渍在树脂中，混匀后，通过加热固化使其固化成型，再通过牵引和切割工艺，得到玻璃纤维筋。
[0013]进一步地，所述步骤B中树脂为不饱和聚酯树脂。
[0014]进一步地，所述步骤B中玻璃纤维筋的直径为6
‑
29mm。
[0015]通过上述技术方案，在氨水的催化下，正硅酸乙酯与3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷在玻璃纤维表面水解缩合，并逐渐在玻璃纤维形成表面形成二氧化硅包覆层，由于3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷水解会形成氨基，因此形成的二氧化硅包覆层结构中含有活性氨基官能团，得到改性玻璃纤维，再通过浸渍
‑
固化
‑
牵引
‑
切割工艺，制得玻璃纤维筋。
[0016]进一步地，所述聚合物乳液的制备方法包括以下步骤：
[0017]Ⅰ：向乙二醇丁醚溶剂中加入双酚A型环氧树脂，将其转移至50
‑
70℃的油浴锅中，搅拌至充分溶解，继续加入马来酸酐和过氧化苯甲酰，将油浴锅的温度升高至80
‑
90℃，反应6
‑
12h，反应结束后降温出料，得到马来酸酐基环氧树脂；
[0018]Ⅱ：向1,4
‑
二氧六环溶剂中加入马来酸酐基环氧树脂,并将体系置于50
‑
70℃的油浴锅中，搅拌至完全溶解，加入3
‑
羟基丙磺酸，混匀，将油浴锅中的温度降低至15
‑
35℃，反应2
‑
8h，反应结束后出料，得到聚合物乳液。
[0019]进一步地，所述步骤Ⅱ中3
‑
羟基丙磺酸的加入量为马来酸酐基环氧树脂的15％
‑
35％。
[0020]通过上述技术方案，在过氧化苯甲酰的引发下，双酚A型环氧树脂与马来酸酐发生自由基接枝反应，生成马来酸酐基环氧树脂，其结构中的马来酸酐基团可以与3
‑
羟基丙磺酸结构中的羟基发生开环酯化反应，从而在环氧树脂结构中引入磺酸基团，同时还引入了因开环反应产生的羧基，由于磺酸基团和羧基都是亲水性官能团，因此可以赋予环氧树脂良好的亲水性，得到聚合物乳液。
[0021]一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料的制备方法包括以下步骤：
[0022]S1：将聚合物乳液、矿物油系消泡剂和三分之二量的水倒入搅拌机中，搅拌1
‑
3min，得到混合料；
[0023]S2：将粉煤灰、水泥、碎石和细砂加入搅拌机中，充分搅拌均匀，得到干料；
[0024]S3：将聚丙烯酸减水剂溶解在剩余量的水中，并加入步骤S2制备的干料，充分混匀后，得到浆料；
[0025]S4：将步骤S1制备的混合料加入步骤S3制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚合物乳液10
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30份、矿物油系消泡剂1
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3份、酚醛胺固化剂1
‑
2份、玻璃纤维筋10
‑
40份、粉煤灰30
‑
50份、水泥200
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450份、碎石800
‑
1500份、细砂600
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800份、聚丙烯酸减水剂2
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6份、水30
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90份；所述粉煤灰为二级粉煤灰；所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述碎石的粒径为5
‑
25mm，压碎值为6.9％，含泥量≤0.8；所述细砂的粒径为5
‑
20um，二氧化硅含量≥93％；所述聚合物乳液是由在双酚A型环氧树脂结构中引入磺酸基团制备的水性环氧树脂；所述玻璃纤维筋是由正硅酸乙酯在玻璃纤维表面水解生成二氧化硅包覆层，再通过浸渍
‑
固化
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牵引
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切割工艺制得。2.根据权利要求1所述的一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料，其特征在于，所述玻璃纤维筋的制备方法包括以下步骤：A：将玻璃纤维置于无水乙醇中，在氮气氛围下搅拌1
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2h，转移至30
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50℃的水浴锅中，继续向体系中滴加正硅酸乙酯、3
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氨丙基三乙氧基硅烷和氨水，滴加完毕后，反应4
‑
12h，反应结束后真空抽滤，取固体产物，用乙醇洗涤2
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3次，真空干燥，得到改性玻璃纤维；B：将步骤A制备的改性玻璃纤维浸渍在树脂中，混匀后，通过加热固化使其固化成型，再通过牵引和切割工艺，得到玻璃纤维筋。3.根据权利要求2所述的一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料，其特征在于，所述步骤B中树脂为不饱和聚酯树脂。4.根据权利要求2所述的一种带玻璃纤维筋的聚合物混凝土材料，其特征在于，所述步骤B中玻璃纤维筋的直径为6
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29mm。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷港知，赖华煌，
申请(专利权)人：华南泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：