外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料及其制备方法，石子骨料由石子骨料内核、胶粘剂内裹层、聚合物水泥砂浆外裹层和胶粘微细纤维毛层构成。胶粘剂内裹层与石子骨料胶粘牢固，微细纤维丝锚固生根在胶粘剂内裹层上，聚合物水泥砂浆外裹层与胶粘剂内裹层相溶可有效的形成整体。聚合物水泥砂浆外裹层中的活性粉末包含微硅粉、沸石粉、磨细矿渣和粉煤灰等活性材料，可与水泥石界面处的Ｃａ（ＯＨ）２晶体产生火山灰反应，生成胶凝材料，对混凝土中最薄弱的水泥石和石子骨料界面进行了改良处理。本发明专利技术的改性石子骨料与水泥石具有很好的亲和性，与水泥石的粘结力较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改性石子骨料，有利于改善石子骨料和水泥石界面的粘结性能，可提高混凝土制品的抗压强度，改善混凝土制品的使用性能。
技术介绍
混凝土掺入高效减水剂、粉煤灰、硅粉、沸石、钢纤维、聚丙烯纤维后，能有效的提 高混凝土的强度和其他使用性能。但是，混凝土微观分析研究得知，减水剂、活性粉末和纤 维的掺入仅能有效提高混凝土中水泥石的密实度和力学强度，对石子骨料和水泥石界面的 过渡区的粘结力改善效果不明显，存在着石子骨料和水泥石界面薄弱的区域。混凝土强度由骨料强度、水泥石强度以及水泥石和骨料表面间的粘结强度决定， 一般来说，骨料强度是足够的。混凝土结构中最主要、最薄弱的环节是各相材料间界面的粘 结力，其中水泥石与石子界面的粘结力对混凝土强度起着决定性作用。以亚微观层次而论， 混凝土是由三相复合而成的材料，即骨料、水泥石与界面过渡层。粗骨料与硬化水泥浆体界 面存在过渡区，过渡区围绕粗骨料四周存在薄层，厚约10 50 μ m，界面过渡区比混凝土的 水泥石和石子骨料要弱，界面区对混凝土力学行为的影响很大。界面区中主要存在有水化 硅酸钙、Ca(OH)2、钙矾石和未水化反应的熟料颗粒及孔洞、裂缝。界面区中存在较多的强度 较弱Ca(OH)2晶体，界面区的孔洞数量比水泥石区域为多，这些特点决定了界面过渡区强度 低，轻易引发裂缝，对界面粘结将产生不利影响。在土木工程领域中，净浆裹石法混凝土搅拌工艺和高强度再生骨料配置的混凝土 试验等研究成果表明对水泥石和石子骨料的界面预先改良处理，可有效地提高水泥石和 石子骨料界面的粘结强度及界面亲和性。目前，聚合物砂浆和聚丙烯纤维已得到了广泛的 应用，取得了良好的工程效果。若用聚合物砂浆界面剂和微细合成纤维对石子骨料表面进 行改良处理，可改善石子骨料与水泥石的粘结强度及界面亲和性。石子洗净烘干后，在石子 骨料表面包裹一层薄薄的乳液胶粘剂，喷射高强度的微细合成纤维到石子骨料胶粘面上， 进行预搅拌，然后再次喷射聚合物水泥砂浆界面剂，充分拌和均勻，采用蒸压养护，得到具 有裹浆薄层和胶粘微细纤维毛层的表面毛糙改良石子骨料，即本专利技术的一种外裹微细纤维 聚合物砂浆薄层的石子骨料。运用改良后的石子骨料进行混凝土构件浇筑，当混凝土结硬 后，水泥石和石子骨料界面具有很好的粘结能力，其混凝土制品具有抗压强度高、抗变形能 力强、耐久性好、抑制碱骨料反应效果好等优点。
技术实现思路
本专利技术提供一种，利用本 专利技术可以改善混凝土制品中水泥石与石子骨料界面的亲和性、粘结强度。本专利技术采用如下技术方案本专利技术所述的一种外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料，包括石子骨料内 核，在石子骨料内核的外表面上包裹有胶粘剂内裹层，在胶粘剂内裹层的外表面上包裹有聚合物水泥砂浆外裹层，在所述胶粘剂内裹层上连接有胶粘微细纤维毛层且所述胶粘微细 纤维毛层上的纤维延伸至聚合物水泥砂浆外裹层的外部。本专利技术所述的一种外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料的制备方法， 步骤1将石子骨料内核洗净烘干，在石子骨料内核表面喷洒有机胶粘剂或将洗 净烘干的石子骨料内核浸渍在有机胶粘剂中，从而在石子骨料内核表面形成一层厚度为 20 μ m ~ 30 μ m的胶粘剂内裹层，步骤2 —边搅拌带有胶粘剂的石子骨料，一边喷射微细纤维，拌和均勻，从而形成 石子骨料胶粘微细纤维毛层，步骤3聚合物水泥砂浆外裹层选用有机与无机相结合的聚合物水泥净浆作为外 裹层材料，采用喷涂或涂刷方法，将聚合物水泥净浆覆盖于表面有胶粘剂内裹层的石子骨 料内核上，步骤4将由步骤3得到的石子骨料放入蒸气养护池内，静停lh，在Ih内升温至 90°C 100°C，保持90°C 100°C，养护4h 8h，在Ih内降温至常温，使石子表层界面剂的 水泥砂浆强度达到40MPa以上，即可得到外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料。与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果本专利技术的主要目的在于改善混凝土制品中水泥石与石子骨料界面的亲和性、粘结 强度。产品由石子骨料内核、胶粘剂内裹层、聚合物水泥砂浆外裹层和胶粘微细纤维毛层构 成。该改性石子骨料的制造方法包括如下工艺步骤将石子骨料洗净烘干，石子骨料基层面 裹胶粘剂，喷射微细纤维丝，聚合物水泥砂浆外裹，蒸压养护，改性石子骨料储存，混凝土制 备。本专利技术的改性石子骨料具有毛糙的物理表面，其表面层材料组成成分与水泥石成分相 近，改性石子骨料与水泥石具有很好的亲和性，与水泥石的粘结力较高。用改性石子骨料所 配制的混凝土制品具有抗压强度高、抗变形能力强、耐久性好、抑制碱骨料反应效果好、材 料易得性、常温施工简单性、价格低廉等优点。改性石子骨料可作为配制特高强混凝土的粗 骨料，石子骨料外裹纤维聚合物砂浆薄层的改良加工工艺对于卵石骨料具有更显著的改良 效果。为了减少混凝土中的空隙和微细裂缝数量，为了提高混凝土强度和改善混凝土的 使用性能，提出了许多改善混凝土性能的有效措施，主要措施是为了降低空隙率、提高强 度，采用极低的水灰比(<0.2)；为了提高混凝土的和易性，掺入高效减水剂；为了加强混 凝土的水化及火山灰反应，采用了活性很高的微硅粉、沸石、粉煤灰和磨细矿粉；为了提高 混凝土的延性，掺入了细的钢纤维和其他合成纤维，并采用高温高压养护工艺。上述措施有 效的提高了混凝土的密实度、抗压抗拉强度、和易性和耐久性。但是，其材料成本大增、制作 困难、工艺条件苛刻、难以大面积推广应用。混凝土强度由骨料强度、水泥石强度以及水泥石和骨料表面间的粘结强度决定， 一般来说，骨料强度是足够的。混凝土结构中最主要、最薄弱的环节是各相材料间界面的 粘结力，其中水泥石与石子界面的粘结力对混凝土强度起着决定性作用。净浆裹石法混凝 土搅拌工艺研究表明，净浆石工艺能够提高混凝土整体强度，提高材料颗粒的均勻散度，增 强水泥石与石子界面的机械咬合作用，阻止部分游离水向石子与水泥浆界面集中，增强水 泥石与石子间的界面强度。再生骨料混凝土有关研究表明高强度再生骨料配置的混凝土 其强度偏高，其原因主要在于它较好的粘结界面和较高的界面粘结强度，再生骨料由于物理表面的凹凸不平容易与水泥石之间形成较大的物理粘结强度，再生骨料的较高表面活性 易于同水泥浆反应形成较高的化学粘结强度，再生骨料与新混凝土水泥石有相近的弹性模 量，因而混凝土在受力时，在界面处将产生较小的应力差，在粘结界面受力产生微裂缝的趋 势减少，这种试验现象称作高强度再生骨料对混凝土的界面增强效应。因此，石子骨料表面 采用胶粘界面剂进行特种毛糙处理，使其与水泥石的粘结强度提高，从而可提高混凝土的 强度，改善混凝土的使用性能。针对混凝土石子骨料界面粘结强度较薄弱的问题，应采取有效措施加强水泥石和石子骨料界面的粘结能力，以便改善混凝土制品的力学性能、变形性能和耐久性能。本专利技术 提出了一种外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料，主要目的在于改善混凝土制品中水 泥石与石子骨料界面的亲和性、粘结强度。产品由石子骨料内核、胶粘剂内裹层、聚合物水 泥砂浆外裹层和胶粘微细纤维毛层构成。裹浆胶粘纤维薄层目的就是使得石子骨料进行改 良处理，让石子骨料穿上“外衣”和长出“毛发”，以便改良石子骨料与水泥石有更好的粘结 强度及界面亲和性。本专利技术将胶粘界面剂和工程纤维对石子骨料表面进行改良本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外裹微细纤维聚合物砂浆薄层的石子骨料，包括：石子骨料内核（１），其特征在于，在石子骨料内核（１）的外表面上包裹有胶粘剂内裹层（２），在胶粘剂内裹层（２）的外表面上包裹有聚合物水泥砂浆外裹层（３），在所述胶粘剂内裹层（２）上连接有胶粘微细纤维毛层（４）且所述胶粘微细纤维毛层（４）上的纤维延伸至聚合物水泥砂浆外裹层（３）的外部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文平，钟华，周剑峰，杨江金，李亚枫，陈新杰，蒋百堂，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]