【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土加工，具体涉及一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土。
技术介绍
1、近年来，随着建筑工程和基础设施建设的不断发展，对混凝土材料的性能要求越来越高。在全国多数地区都存在着寒冷气候，冬季会出现极端低温现象，则在此种环境下混凝土的抗冻性能显得尤为关键。该混凝土内部孔隙水随着周期性气温变化呈现冬季冻结与春季融化的两态循环，使其承受不同程度的冻融损伤乃至破坏。传统混凝土在冻融循环作用下极易出现微裂缝、表面剥落和过早失效等问题，降低了混凝土的耐久性和使用寿命。玄武岩纤维是一种新型的纤维材料，掺入混凝土后能够有效提高混凝土抗裂能力，减缓混凝土强度下降，进而增强混凝土的抗冻性能。
2、现有技术中玄武岩纤维表面光滑，与水泥基体间粘结性较差，导致在混凝土拌和物中分散性较差，纤维掺量增多时易发生纤维结团现象，当玄武岩纤维的量增加时，纤维对混凝土中的水吸附性增强，使混凝土变得黏稠，难以形成均匀的浆体，进而减弱了纤维对混凝土的增强效果。并且现有的纤维混凝土中粒径较小的骨料含量较高，混凝土骨料的比表面积大，混凝土骨料在冻融循环过程中，因体积膨胀产生应力，导致混凝土试件发生开裂损坏，混凝土试件的抗冻性能有待进一步提高。
3、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，用于解决现有技术中混凝土的抗冻性能有待进一步提高，同时玄武岩纤维掺量增高时纤维在混凝土中易团结，使混凝土变黏稠且难以
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，包括以下重量份成分：粗骨料70-78份、细骨料30-35份、复合水泥25-30份、外加剂0.2-0.3份、束状增强纤维0.8-1.2份和水15-20份；
4、所述复合水泥由矿渣、粉煤灰和硅酸盐水泥按重量比3:1:6-7，所述矿渣采用长江s95矿粉，强度活性指数为106％；粉煤灰采用f类i级粉煤灰，强度活性指数为73％，硅酸盐水泥的标号为p.ii 52.5。
5、进一步的，所述粗骨料由小石与中石按重量比1:4混合组成，其中，小石粒径为5-20mm，中石粒径为16-31.5mm；所述细骨料为河沙，细度模数为2.6；所述外加剂为聚羧酸高效减水剂，减水率为19.4％。
6、进一步的，所述束状增强纤维由以下步骤加工得到：
7、a1、将束状玄武岩纤维放置到温度为400-500℃的焙烧炉中，焙烧3-5h，焙烧炉温度降低至室温，用纯化水洗净后，转移到温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到焙烧纤维；
8、a2、将焙烧纤维和活化液加入到烧杯中搅拌，活化液温度升高至65-75℃，保温处理3-5h，后处理得到活化纤维；
9、a3、将活化纤维、增强改性剂和无水乙醇加入到三口烧瓶中，搅拌20-30min，三口烧瓶温度升高至60-70℃，向三口烧瓶中滴加催化剂，滴加完毕，保温反应4-6h，后处理得到束状增强纤维。
10、进一步的，步骤a1中束状玄武岩纤维的密度为2.6g/cm3，长度为17-19mm，直径为0.2-0.8mm；步骤a2中活化液由7mol/l硫酸、8wt％双氧水与5mol/l盐酸按体积比10:2:3组成，所述后处理操作包括：反应完成之后，烧杯温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后，将滤饼转移到温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到活化纤维。
11、进一步的，步骤a3中活化纤维、增强改性剂、无水乙醇与催化剂的用量比为3g:2g:20ml:8ml，所述催化剂为5wt％氢氧化钠溶液，所述后处理操作包括：反应完成之后，抽滤，滤饼分别用纯化水和无水乙醇洗涤3次后抽干，将滤饼转移到温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到束状增强纤维。
12、进一步的，所述增强改性剂由以下步骤加工得到：
13、b1、将聚乙二醇单甲醚、二氯甲烷和碳酸钾加入到三口烧瓶中，加热搅拌至体系溶解，三口烧瓶温度升高至体系微回流，向三口烧瓶中滴加氯化亚砜溶液，滴加完毕，保温反应20-22h，后处理得到氯化聚乙二单甲醚；
14、氯化聚乙二单甲醚的合成反应原理为：
15、
16、b2、将氯化聚乙二醇单甲醚、乙腈加入到氮气和遮光保护的三口烧瓶中，加热搅拌至体系溶解，向三口烧瓶中加入碳酸钾和碘化钾，三口烧瓶温度升高至体系微回流，向三口烧瓶中滴加乙醇胺，滴加完毕，保温反应20-22h，后处理得到改性聚乙二醇单甲醚；
17、改性聚乙二醇单甲醚的合成反应原理为：
18、
19、b3、将改性聚乙二醇单甲醚、乙腈加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，向三口烧瓶中滴加异氰酸丙基三乙氧基硅烷溶液，滴加完毕，三口烧瓶温度升高至50-60℃，保温处理3-5h，后处理得到增强改性剂。
20、增强改性剂的合成反应原理为：
21、
22、进一步的，步骤b1中聚乙二醇单甲醚为聚乙二醇单甲醚500，所述聚乙二醇单甲醚、二氯甲烷、碳酸钾和氯化亚砜溶液的用量比为50g:500ml:25g:20g，所述氯化亚砜溶液由氯化亚砜和二氯甲烷按重量比1:4组成，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤液转移到旋转蒸发器中，设置水浴温度为40℃，减压蒸除溶剂，得到氯化聚乙二醇单甲醚。
23、进一步的，步骤b2中氯化聚乙二醇单甲醚、乙腈、碳酸钾、碘化钾和乙醇胺的用量比为53g:150ml:25g:1g:3g，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤液转移到旋转蒸发器中，设置水浴温度为55℃，减压蒸除溶剂，向旋转蒸发器中加入甲苯，混合均匀后，水浴温度升高至90℃，减压蒸馏至无液体流出，得到改性聚乙二醇单甲醚。
24、进一步的，步骤b3中改性聚乙二醇单甲醚、乙腈和异氰酸丙基三乙氧基硅烷溶液的用量比为21g:200ml:20g，所述异氰酸丙基三乙氧基硅烷溶液由异氰酸丙基三乙氧基硅烷和乙腈按重量比1:3组成，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度升高至65-75℃，减压蒸除溶剂，得到增强改性剂。
25、本专利技术具备下述有益效果：
26、1、本专利技术的玄武岩纤维增强抗冻混凝土，在制备时，通过选取粒径相对较大的小石和中石组成粗骨料，再与细骨料、复合水泥和束状增强纤维相互配合，制备得到；较大的骨料有较小的表面积与吸水性，因此混凝土的导热性较差、水分含量低，并且较大的骨料可能具有较好的体积稳定，在温度急剧变化的情况下，减缓混凝土试件的温度变化，减少在冻融循环过程中由于体积膨胀产生的应力，提高混凝土试件的抗冻性能；通过矿渣、粉煤灰和硅酸盐进行组合配比，利用粉煤灰和矿渣等掺合材料填充混凝土中的细小孔隙，粉煤灰和矿渣中的一些成分能够与水泥中的未反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，包括以下重量份成分：粗骨料70-78份、细骨料30-35份、复合水泥25-30份、外加剂0.2-0.3份、束状增强纤维0.8-1.2份和水15-20份；
2.根据权利要求1所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述粗骨料由小石与中石按重量比1:4混合组成，其中，小石粒径为5-20mm，中石粒径为16-31.5mm；所述细骨料为河沙，细度模数为2.6；所述外加剂为聚羧酸高效减水剂，减水率为19.4％。
3.根据权利要求1所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述束状增强纤维由以下步骤加工得到：
4.根据权利要求3所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，步骤A1中束状玄武岩纤维的密度为2.6g/cm3，长度为17-19mm，直径为0.2-0.8mm；步骤A2中活化液由7mol/L硫酸、8wt％双氧水与5mol/L盐酸按体积比10:2:3组成。
5.根据权利要求3所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在
6.根据权利要求3所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述增强改性剂由以下步骤加工得到：
7.根据权利要求6所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，步骤B1中聚乙二醇单甲醚为聚乙二醇单甲醚500，所述聚乙二醇单甲醚、二氯甲烷、碳酸钾和氯化亚砜溶液的用量比为50g:500mL:25g:20g，所述氯化亚砜溶液由氯化亚砜和二氯甲烷按重量比1:4组成。
8.根据权利要求6所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，步骤B2中氯化聚乙二醇单甲醚、乙腈、碳酸钾、碘化钾和乙醇胺的用量比为53g:150mL:25g:1g:3g。
9.根据权利要求6所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，步骤B3中改性聚乙二醇单甲醚、乙腈和异氰酸丙基三乙氧基硅烷溶液的用量比为21g:200mL:20g，所述异氰酸丙基三乙氧基硅烷溶液由异氰酸丙基三乙氧基硅烷和乙腈按重量比1:3组成。
...【技术特征摘要】
1.一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，包括以下重量份成分：粗骨料70-78份、细骨料30-35份、复合水泥25-30份、外加剂0.2-0.3份、束状增强纤维0.8-1.2份和水15-20份；
2.根据权利要求1所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述粗骨料由小石与中石按重量比1:4混合组成，其中，小石粒径为5-20mm，中石粒径为16-31.5mm；所述细骨料为河沙，细度模数为2.6；所述外加剂为聚羧酸高效减水剂，减水率为19.4％。
3.根据权利要求1所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述束状增强纤维由以下步骤加工得到：
4.根据权利要求3所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，步骤a1中束状玄武岩纤维的密度为2.6g/cm3，长度为17-19mm，直径为0.2-0.8mm；步骤a2中活化液由7mol/l硫酸、8wt％双氧水与5mol/l盐酸按体积比10:2:3组成。
5.根据权利要求3所述的一种抗冻融高掺量束状玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，步骤a3...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐群，封磊，高鹏，黄镜渟，黄玲玲，刘宇，纪志锋，孙桃桃，
申请(专利权)人：安徽省路桥试验检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
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