聚乙烯醇纤维的改性方法及高抗裂性能的大体积混凝土技术

本发明专利技术公开了一种可使聚乙烯醇纤维在大体积混凝土中具有良好分散性的改性方法、以及一种具有高抗裂性能的大体积混凝土，属于建筑材料应用技术领域。聚乙烯醇纤维的改性方法：梳通整理；浸入纺丝油剂中，所述纺丝油剂含有丙烯酸羟丙酯；拉伸，然后涂敷至少含有一种阳离子的防静电液，冷却晾干，静态放置24小时以上进行切断。高抗裂性能的大体积混凝土，用上述的改性方法制得的聚乙烯醇纤维作为混凝土的增强材料，聚乙烯醇纤维的掺量为0.6～2.0kg/m3。本发明专利技术对聚乙烯醇进行表面改性，增强其在大体积混凝土中的分散性、亲水性与表面锚固能力，从而替代聚丙烯纤维用作大体积混凝土的增强材料，提高大体积混凝土的抗裂性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料应用
，具体涉及一种聚乙烯醇纤维的改性方法及高抗裂性能的大体积混凝土。
技术介绍
大体积混凝土是指水工大型结构用混凝土，如大坝、二道坝等水工建筑物，一般情况下该混凝土结构内无钢筋，且其最小边长尺寸一般大于5m，使用的最大粗骨料粒径一般为120mnTl50mm。混凝土抗裂性能是指混凝土自身抵抗开裂或抵抗出现裂缝的能力，衡量混凝土抗裂性能的指标主要有混凝土抗拉强度、极限拉伸值等，本专利技术主要以抗拉强度与极 限拉伸值来表征混凝土的抗裂性能，即抗拉强度与极限拉伸值越大，混凝土抗裂性能越好。国外从70年代末以来，对聚丙烯纤维混凝土进行了大量的试验研究，并在军事、房屋、交通、水利等工程中得到广泛应用。我国则在80年代中期开始引进应用。研究成果和工程经验证明，聚丙烯纤维能减少和防止混凝土在塑性和初期硬化阶段的收缩裂缝产生，从而提高防渗、抗冻、抗冲磨等性能。因此，聚丙烯纤维曾被广泛的运用水工抗冲耐磨混凝土作为增强材料。截止2009年，我国水工混凝土行业几乎均采用聚丙烯纤维作为混凝土的抗裂性能改善材料(增强材料)，据不完全统计，每年我国水工混凝土行业运用的聚丙烯纤维用量较大，超过数百吨。但纵观其使用的工程大都是中小水电工程(一般认为混凝土坝高100米以下的工程为中小型工程，混凝土坝高在100米 200米为大型水电工程，坝高200米以上的为特大型工程)。截止2009年，聚乙烯醇纤维都没有在水工混凝土中得到过运用，究其原因，主要体现在如下两方面I)聚乙烯醇纤维价格较聚丙烯纤维贵一市场因素；2)最主要因素是聚乙烯醇纤维的自身性质决定其较聚丙烯纤维难以在混凝土中分散，因此，聚乙烯醇纤维至今无法运用到大体积混凝土中一技术因素。随着聚乙烯醇纤维生产成本的进一步降低，与国家在水电工程中的投入加大，同时结合本专利技术中对聚乙烯醇纤维的进一步改性处理，使得聚乙烯醇纤维在水工混凝土的运用成为可能。本专利技术的主要内容是将聚乙烯醇纤维运用于水工大体积混凝土，使其提高大体积混凝土的抗裂性能。纵观目前的混凝土技术中，仅有聚丙烯纤维在水工混凝土中的运用技术，与本专利技术的内容相似，因此以聚丙烯纤维在水工混凝土的运用技术作为现有技术进行对比说明。目前采用聚丙烯纤维运用于水工混凝土的技术主要存在以下缺点I)聚丙烯纤维因其弹性模量与抗拉强度有限(弹性模量为3. 5飞GPa，抗拉强度为45(T600MPa)，只能对混凝土的早期(一般认为在混凝土成型后7d之内)抗拉强度与极限拉伸值起到提高的作用，而不能对大体积混凝土的中后期极限拉伸值起到提高作用；2)试验发现，聚丙烯纤维提高大体积混凝土的早期抗拉强度与极限拉伸值的幅度较小，难以促使混凝土抵抗自身的开裂作用，因此，较多聚丙烯纤维混凝土也存在较多开裂现象。为解决以上问题，本专利技术通过更换更好的增强材料来解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可使聚乙烯醇纤维在大体积混凝土中具有良好分散性的改性方法，提供一种具有高抗裂性能的大体积混凝土。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是聚乙烯醇纤维的改性方法，用精梳装置对生产线上纺出的等待拉伸的聚乙烯醇纤维进行梳通整理；将经过梳通整理的聚乙烯醇纤维长丝浸入纺丝油剂中，所述纺丝油剂含有丙烯酸羟丙酯；将浸涂了纺丝油剂的长丝拉伸，然后涂敷至少含有一种阳离子的防静电液，之后冷却晾干，将长丝卷绕成线卷；线卷静态放置24小时以上进行切断，得到在混凝土中具有良好分散性的短聚乙烯醇纤维。其中，上述方法所述纺丝油剂是由13 17重量份的丙烯酸羟丙酯、5 7重量份的甲基丙烯酸二甲氨乙酯和3 5重量份的乙烯基三乙氧基硅烷组成的混合液在过硫酸铵的作用下进行乳液聚合制得。进一步的，所述纺丝油剂是由15重量份的丙烯酸羟丙酯、6重量份的甲基丙烯酸二甲氨乙酯和4重量份的乙烯基三乙氧基硅烷组成的混合液在过硫酸铵的作用下进行乳液聚合制得。其中，上述方法所述防静电液是由40 50重量份的棕榈酸酯季铵盐、30 36重量份的硫酸二甲酯、20 24重量份的磷酸酯聚乙二醇混合制得。进一步的，所述防静电液是由45重量份的棕榈酸酯季铵盐、33重量份的硫酸二甲酯、22重量份的磷酸酯聚乙二醇混合制得。进一步的，所述磷酸酯聚乙二醇的分子量在1000 4000之间。改性聚乙烯醇纤维，由上述任一项所述的改性方法制得。高抗裂性能的大体积混凝土，用上述的改性聚乙烯醇纤维作为混凝土的增强材料，聚乙烯醇纤维的掺量为O. 6 2. Okg/m3。其中，聚乙烯醇纤维的掺量为O. 9 I. 5kg/m3。本专利技术的有益效果是本专利技术通过对纺出的聚乙烯醇纤维进行疏通整理、浸入含有丙烯酸羟丙酯的纺丝油剂、拉伸、涂敷含有阳离子的的防静电液、绕成线卷静态放置等处理，对聚乙烯醇进行表面改性，增强其在大体积混凝土中的分散性、亲水性与表面锚固能力，从而替代聚丙烯纤维用作大体积混凝土的增强材料，提高大体积混凝土的抗裂性能。具体实施例方式下面通过具体实施方式对本专利技术进一步说明。聚乙烯醇纤维的改性方法，用精梳装置对生产线上纺出的等待拉伸的聚乙烯醇纤维进行梳通整理；将经过梳通整理的聚乙烯醇纤维长丝浸入纺丝油剂中，所述纺丝油剂含有丙烯酸羟丙酯；将浸涂了纺丝油剂的长丝拉伸，然后涂敷至少含有一种阳离子的防静电液，之后冷却晾干，将长丝卷绕成线卷；线卷静态放置24小时以上进行切断，得到在混凝土中具有良好分散性的短聚乙烯醇纤维。优选的，为了进一步的增强聚乙烯醇纤维的分散性、亲水性与表面锚固能力，上述方法中所述纺丝油剂是由13 17重量份的丙烯酸羟丙酯、5 7重量份的甲基丙烯酸二甲氨乙酯和3 5重量份的乙烯基三乙氧基硅烷组成的混合液在过硫酸铵的作用下进行乳液聚合制得。进一步的，所述纺丝油剂是由15重量份的丙烯酸羟丙酯、6重量份的甲基丙烯酸二甲氨乙酯和4重量份的乙烯基三乙氧基硅烷组成的混合液在过硫酸铵的作用下进行乳液聚合制得。优选的，为了进一步的增强聚乙烯醇纤维的分散性、亲水性与表面锚固能力，上述方法中所述防静电液是由40 50重量份的棕榈酸酯季铵盐、30 36重量份的硫酸二甲酯、20 24重量份的磷酸酯聚乙二醇混合制得。进一步的，所述防静电液是由45重量份的棕榈酸酯季铵盐、33重量份的硫酸二甲酯、22重量份的磷酸酯聚乙二醇混合制得。进一步的，所述磷酸酯聚乙二醇的分子量在1000 4000之间。改性聚乙烯醇纤维，由上述的改性方法制得。高抗裂性能的大体积混凝土，用上述的改性聚乙烯醇纤维作为混凝土的增强材料，聚乙烯醇纤维的掺量为O. 6 2. Okg/m3。优选的，聚乙烯醇纤维的掺量为O. 9 I. 5kg/m3。下面通过实施例对本专利技术具体实施方式作进一步的说明，但并不因此将本专利技术的保护范围限制在实施例之中。实施例一聚乙烯醇纤维的改性及改性后的性能用精梳装置对生产线上纺出的等待拉伸的聚乙烯醇纤维进行梳通整理；将经过梳通整理的聚乙烯醇纤维长丝浸入纺丝油剂中，所述纺丝油剂含有丙烯酸羟丙酯；将浸涂了纺丝油剂的长丝拉伸，然后涂敷至少含有一种阳离子的防静电液，之后冷却晾干，将长丝卷绕成线卷；线卷静态放置24小时以上进行切断，得到在混凝土中具有良好分散性的短聚乙烯醇纤维。所述纺丝油剂是由15重量份的市售丙烯酸羟丙酯、6重量份的市售甲基丙烯酸二甲氨乙酯和4重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚乙烯醇纤维的改性方法，其特征在于：用精梳装置对生产线上纺出的等待拉伸的聚乙烯醇纤维进行梳通整理；将经过梳通整理的聚乙烯醇纤维长丝浸入纺丝油剂中，所述纺丝油剂含有丙烯酸羟丙酯；将浸涂了纺丝油剂的长丝拉伸，然后涂敷至少含有一种阳离子的防静电液，之后冷却晾干，将长丝卷绕成线卷；线卷静态放置24小时以上进行切断，得到在混凝土中具有良好分散性的短聚乙烯醇纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠义，钟贻辉，李益林，冉璟，刘林，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，江苏能力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：