一种C30自密实混凝土及其制备方法与流程 专利技术说明

无机化学及其化合物制造及其合成,应用技术一种c30自密实混凝土及其制备方法技术领域1.本发明涉及混凝土的领域，尤其是涉及一种c30自密实混凝土及其制备方法。背景技术：2.自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。但是，目前相关技术中的自密实混凝土通常存在28d的抗压强度难以达到预期设计标准的问题。技术实现要素：3.针对相关技术中自密实混凝土存在的不足，本技术提供一种c30自密实混凝土及其制备方法。4.本技术提供的一种c30自密实混凝土采用如下的技术方案：一种c30自密实混凝土，包括以下重量份的原料：水泥：280-300份矿物掺合料：100-110份细骨料：871-891份粗骨料：875-887份减水剂：4.63-6.43份改性纤维：4-8份水：160-180份其中，所述改性纤维包括由内而外依次设置的纤维层、耐碱聚氨酯粘接层、吸水膨胀层以及聚丙烯酸钠保护层，且所述吸水膨胀层选用无机吸水性矿物材料，所述改性纤维的长度为3-5um。5.配制c30自密实混凝土时加入改性纤维，该改性纤维以纤维层为基础载体，并在纤维层上采用无机吸水性矿物材料设置了吸水膨胀层，在后期养护过程中，吸水膨胀层能够通过吸水膨胀后将混凝土的孔隙填充密实，有利于提高自密实混凝土的抗压强度与抗渗性能。其次，在纤维层与吸水膨胀层之间设置耐碱聚氨酯粘接层，可以有效增大吸水膨胀层的附着牢度，使得吸水膨胀层能够稳定附着在纤维层上。另外，在吸水膨胀层的外侧设置聚丙烯酸钠保护层，有利于提高改性纤维表面的光滑性，可以促进改性纤维的分散。此外，聚丙烯酸钠保护层在碱性条件下会溶解，吸水膨胀层后续能够吸收多余水分填充混凝土的孔隙，使得自密实混凝土能够在预定期限内达到并超越设计要求。6.可选的，所述纤维层选用聚丙烯纤维。7.聚丙烯纤维耐酸碱，且抗冻抗裂性能好，故纤维层采用聚丙烯纤维更有利于提高自密实混凝土的抗冻性能。8.可选的，所述纤维层选用1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维，所述1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维的制备方法包括以下步骤：用乙酸调节50重量份乙醇溶液的ph至4-5，然后缓慢滴加4-8重量份1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷，控制在60-70℃搅拌水解1-2h，得到水解液；取1-3重量份聚丙烯纤维加入水解液中，在55-65℃搅拌反应1.5-2.5h，然后抽滤，依次用n,n-二甲基甲酰胺、水、无水乙醇、水洗涤至中性，然后于70-80℃干燥得到1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维。9.纤维层选用1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维时，耐碱聚氨酯粘接层与纤维层的界面亲和性更好，有利于提高改性纤维的整体稳定性，能够有效预防耐碱聚氨酯粘接层从纤维层上脱落的问题。另外，纤维层选用1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维还能够有效提高自密实混凝土的冲击韧性。10.可选的，所述无机吸水性矿物材料选用沸石粉、膨润土、高岭土、硅藻土中的任意一种或几种的组合物。11.与有机吸水树脂相比，无机吸水性矿物材料的吸水率小，能够预防吸水膨胀层过渡吸水导致自密实混凝土的流动性变差的问题。12.可选的，所述无机吸水性矿物材料包括膨润土与硅藻土，所述膨润土与硅藻土的重量比为3：(1-2)。13.与其他单一的无机吸水性矿物材料或者其他组合的无机吸水性矿物材料相比，无机吸水性矿物材料选用膨润土与硅藻土两者上述配比的组合物时，有利于进一步提高自密实混凝土的力学性能与耐久性能。14.可选的，所述聚丙烯酸钠保护层选用粘度为300-500mpa.s的聚丙烯酸钠水溶液制成。15.聚丙烯酸钠保护层选用粘度为300-500mpa.s的聚丙烯酸钠水溶液制成时，聚丙烯酸钠保护层的光滑性更好，更有利于促进改性纤维在自密实混凝土中的分散。16.可选的，所述改性纤维的制备方法包括以下步骤：s1、往纤维层上涂覆一层厚度为1-3um的耐碱水性聚氨酯，在耐碱水性聚氨酯固化前，往耐碱水性聚氨酯上喷洒一层厚度为3-5um的无机吸水性矿物材料，接着固化，即可在纤维层上依次成型耐碱聚氨酯粘接层与吸水膨胀层；s2、往吸水膨胀层上涂布一层厚度为0.5-2um的聚丙烯酸钠水溶液，固化后在吸水膨胀层背离耐碱聚氨酯粘接层的一侧成型了聚丙烯酸钠保护层；s3、将s2得到的产物破碎至3-5um，得到改性纤维。17.可选的，所述矿物掺合料选用粉煤灰、矿粉中的任意一种或两种的组合物。18.粉煤灰和矿粉能够显著的改性自密实混凝土的工作性能，对自密实混凝土后期强度的提高、脆性系数的降低具有显著作用。19.可选的，所述细骨料为细度模数为2.8-3.0的砂子，所述粗骨料为连续级配为5-20mm的碎石。20.采用上述细度模数的砂子与级配的碎石更有利于提高自密实混凝土的密实性能，从而进一步加强自密实混凝土的抗压强度。21.第二方面，本技术提供的一种c30自密实混凝土的制备方法采用如下的技术方案：一种c30自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：将减水剂与水均匀混合，得到外加剂溶液；将水泥、矿物掺合料、粗骨料以及细骨料加入外加剂溶液中，制得预混物；往预混物中加入改性纤维，搅拌均匀后浇筑，得到自密实混凝土。22.采用上述方法制备自密实混凝土有利于各原料的均匀混料性能，有利于提升自密实混凝土的均匀性和稳定性。23.综上所述，本技术的技术方案包括以下有益效果：本技术的自密实混凝土不仅抗压强度高，同时还具有较强的抗冲击性能、抗冻性能以及抗渗性能，能够在预定期限内达到设计要求。附图说明24.图1是改性纤维的横截面示意图。25.附图标记说明：1、纤维层；2、耐碱聚氨酯粘接层；3、吸水膨胀层；4、聚丙烯酸钠保护层。具体实施方式26.下面结合具体的制备例、实施例以及对比例来对本技术做进一步说明。实施例27.实施例1-3实施例1-3中一种c30自密实混凝土的组分及配比分别如下表1所示：表1实施例1-3中c30自密实混凝土的组分及配比(单位/kg)组分实施例1实施例2实施例3水泥280290300矿物掺合料100105110细骨料871881891粗骨料875882887减水剂4.635.536.43改性纤维468水160165180其中，实施例1-3中的水泥均选用台泥p.o 42.5r，矿物掺合料均选用粉煤灰，细骨料均选用细度模数为2.9的砂子，粗骨料均选用连续级配为5-20mm的碎石，减水剂选用高效聚羧酸减水剂，改性纤维包括由内而外依次设置的纤维层1、耐碱聚氨酯粘接层2、吸水膨胀层3以及聚丙烯酸钠保护层4(参照图1)，纤维层1选用聚丙烯纤维、耐碱聚氨酯粘接层2选用gsb国仕邦品牌型号为9474的耐碱水性聚氨酯，吸水膨胀层3选用膨润土，聚丙烯酸钠保护层4选用粘度为300mpa.s的聚丙烯酸钠水溶液制成。28.具体地，本实施例1-3中改性纤维的制备方法包括以下步骤：s1、往聚丙烯纤维层1上涂覆一层厚度为2um的耐碱水性聚氨酯，在耐碱水性聚氨酯固化前，往耐碱水性聚氨酯上喷洒一层厚度为4um的膨润土，接着固化，即可在纤维层1上依次成型耐碱聚氨酯粘接层2与吸水膨胀层3；s2、往吸水膨胀层3上涂布一层厚度为1um的粘度为300mpa.s的聚丙烯酸钠水溶液，固化后在吸水膨胀层3背离耐碱聚氨酯粘接层2的一侧成型了聚丙烯酸钠保护层4；s3、将s2得到的产物破碎至4um，得到改性纤维。29.实施例4一种c30自密实混凝土，与实施例2的区别在于：耐碱水性聚氨酯的涂覆厚度为5um，膨润土的厚度为2um，聚丙烯酸钠水溶液涂布厚度为1um。30.实施例5一种c30自密实混凝土，与实施例2的区别在于：纤维层1选用1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维。1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维的制备方法包括以下步骤：用乙酸调节50kg乙醇溶液的ph至4，然后缓慢滴加6kg1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷，控制在65℃搅拌水解1.5h，得到水解液；取2kg聚丙烯纤维加入水解液中，在60℃搅拌反应2.0h，然后抽滤，依次用n,n-二甲基甲酰胺、水、无水乙醇、水洗涤至中性，然后于75℃干燥得到1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性纤维。31.实施例6一种c30自密实混凝土，与实施例5的区别在于：1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷选用等量的硅烷偶联剂kh550代替。32.实施例7一种c30自密实混凝土，与实施例5的区别在于：1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维的制备方法不同，本实施例中，1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维的制备方法包括以下步骤：用乙酸调节50kg乙醇溶液的ph至4，然后缓慢滴加6kg1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷，控制在45℃搅拌水解1.5h，得到水解液；取2kg聚丙烯纤维加入水解液中，在35℃搅拌反应2.0h，然后抽滤，依次用n,n-二甲基甲酰胺、水、无水乙醇、水洗涤至中性，然后于75℃干燥得到1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性纤维。33.实施例8一种c30自密实混凝土，与实施例5的区别在于：吸水膨胀层3选用硅藻土。34.实施例9一种c30自密实混凝土，与实施例5的区别在于：吸水膨胀层3选用膨润土与硅藻土的混合物，膨润土与硅藻土的重量比为3:2。35.实施例10一种c30自密实混凝土，与实施例5的区别在于：吸水膨胀层3选用膨润土与硅藻土的混合物，膨润土与硅藻土的重量比为1：4。36.实施例11一种c30自密实混凝土，与实施例9的区别在于：聚丙烯酸钠保护层4选用粘度为2000mpa.s的聚丙烯酸钠水溶液制成。37.对比例对比例1一种c30自密实混凝土，与实施例2的区别在于：膨润土选用等量聚丙烯酰胺颗粒代替。38.对比例2一种c30自密实混凝土，与实施例2的区别在于：改性纤维不包含聚丙烯酸钠保护层4。39.对比例3一种c30自密实混凝土，与实施例2的区别在于：改性纤维不包含耐碱聚氨酯粘接层2。40.对比例4一种c30自密实混凝土，与实施例2的区别在于：改性纤维采用等量的聚丙烯纤维代替。41.性能检测数据1.28d抗压强度:gb/t 50081-2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。42.2.冻融循环次数：质量损失≤5％时的冻融循环次数，自密实混凝土养护时间为28d。43.3.抗渗等级：gb/t 50082-2019《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法进行测试，自密实混凝土养护时间为28d。44.4.冲击韧性：按aci-544推荐的落锤冲击试验方法测试，自密实混凝土养护时间为28d。45.表2混凝土的性能表2混凝土的性能结合实施例2与对比例1并结合表2中的数据可知，改性纤维中吸水膨胀层的无机吸水性矿物材料选用等量的有机吸水性聚合物如聚丙烯酰胺代替时，自密实混凝土的抗压强度、抗冻性能、抗渗性能以及抗冲击性能均不增反降，原因是有机吸水性聚合物的吸水率过大，容易导致自密实混凝土的流动性变差，在缺乏振捣的情况下，自密实混凝土的孔隙分布不均，使得自密实混凝土的力学强度以及耐久性变差。46.结合实施例2与对比例2-3并结合表2中的数据可知，改性纤维省略耐碱聚氨酯粘接层后，吸水膨胀层容易脱落；改性纤维省略聚丙烯酸钠保护层后，改性纤维的分散性变差，同时吸水膨胀层也容易脱落，均不利于自密实混凝土力学性能与耐久性能的提高。47.结合实施例2与对比例4并结合表2中的数据可知，与直接采用聚丙烯纤维相比，采用本技术的改性纤维更有利于降低自密实混凝土的孔隙率，同时不影响自密实混凝土的流动性，使得自密实混凝土在不用振捣的情况下，仍能具有较高的抗压强度与抗冲击强度。同时，由于自密实混凝土密实性能的提高，自密实混凝土抗冻、抗渗等性能也有效提高。48.结合实施例2与实施例5-7并结合表2中的数据可知，与硅烷偶联剂kh550改性聚丙烯纤维相比，采用本技术请求保护的方法制得的1h,1h,2h,2h-全氟十七烷三甲基氧硅烷改性聚丙烯纤维更有利于提高自密实混凝土的力学性能与耐久性能。49.结合实施例5与实施例8-10并结合表2中的数据可知，吸水膨胀层采用膨润土与硅藻土3：(1-2)范围内的组合物有利于进一步提高自密实混凝土的力学性能与耐久性能。50.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。









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