本发明涉及混凝土的
技术领域：
，更具体地说，它涉及一种环保型抗裂保温混凝土。
背景技术：
：混凝土是指由水泥、中砂、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按一定比例拌制而成的混合料。国内外90％以上的多、高层建筑物都是钢筋混凝土结构，并且，少数钢结构建筑物的围护结构包括外墙与楼盖也主要是混凝土材料建成的，混凝土在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色。随着混凝土结构的使用日渐广泛，一些问题也逐渐显现出来。混凝土的导热系数为1.7w/(m*k)左右，保温性能较差；因此，在实际的使用过程中为了保证建筑物内部的温度，往往需要在混凝土结构的内层或外层加设保温层，保温层的设置不仅导致建造成本的增加，同时也不利于混凝土结构的受力、施工及使用安全。为了改善上述问题，人们渐渐着力于改善混凝土自身的保温性能。申请号为201410030297.6的中国发明专利公开了一种钢纤维保温混凝土及其应用和制备方法，该钢纤维保温混凝土，由下列重量份数的原料制成：钢纤维2-50份，玻化微珠30-100份，水泥300-500份，石子1100-1400份，砂450-600份，水150-300份，外加剂0.2-10份，外掺料50-100份。上述发明专利中，玻化微珠是一种很好的隔热材料，进而使该发明保温混凝土具有优异的隔热性能。但是，玻化微珠以及钢纤维与混凝土中其他组分的粘合力较差，两者大量的添加于混凝土体系中，降低了成品混凝土的整体结构稳定性，使得混凝土浇筑的墙面或路面在经过长时间的使用后容易开裂；并且，其中添加的钢纤维也增加了混凝土成品的比重。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种环保型抗裂保温混凝土，其具有抗裂、性能稳定的优点。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环保型抗裂保温混凝土，其由包括以下重量份的组分配制而成：水泥32-50份，矿物掺和料110-130份，中砂40-55份，隔热填料3.5-15份，聚丙烯/白炭黑复合材料纤维0.75-1.15份，减水剂0.5-1.4份，水14-32份。通过采用上述技术方案，本发明环保型抗裂保温混凝土中添加有隔热填料和聚丙烯/白炭黑复合材料纤维，隔热填料导热系数低、质量轻、硬度小，能够改善本发明制备混凝土的隔热性能，并与矿物掺和料配合提高混凝土的抗载荷能力；聚丙烯/白炭黑复合材料纤维可弯曲且非常细小，其均匀添加于本发明制备的混凝土内时能够利用自身的结构提高各组分之间的粘合力，配合隔热填料和矿物掺和料构建混凝土的骨架，阻碍混凝土内部微小裂缝的扩展以及宏观裂缝的形成，进而对混凝土的抗裂性能进行改善，使本发明制备的混凝土不易开裂，性能稳定。进一步地，一种环保型抗裂保温混凝土，由包括以下重量份的组分配制而成：水泥32-40份，矿物掺和料110-120份，中砂40-48份，隔热填料3.5-10份，聚丙烯/白炭黑复合材料纤维0.95-1.15份，减水剂1-1.4份，水14-20份。通过采用上述技术方案，本发明配方中各组分含量作进一步优化，以达到更优的隔热性能和抗裂性能。进一步地，还包括玻璃纤维1.5-2份。通过采用上述技术方案，玻璃纤维耐热性和抗腐蚀性能好，适量的添加于混凝土中，能够提高混凝土的隔热性能和和抗裂性能。进一步地，所述聚丙烯/白炭黑复合材料纤维的长度为15-22mm。通过采用上述技术方案，聚丙烯/白炭黑复合材料纤维的长度过短会使其与混凝土的黏连性降低，其长度过长则不易于混凝土中分散开，并且会影响其他组分的分散，将聚丙烯/白炭黑复合材料纤维的长度控制在15-22mm之间能够保证聚丙烯/白炭黑复合材料纤维与混凝土的黏连性，同时不会对其他组分的分散产生影响。进一步地，所述聚丙烯/白炭黑复合材料纤维由以下方法制备得到：选取聚丙烯颗粒，粉碎后筛分出粒径小于3mm的聚丙烯粉料进行二次粉碎；然后向聚丙烯粉料中倒入无水乙醇，并添加白炭黑，超声分散均匀，过程中持续搅拌，超声完成后烘干制备得到混合料；将混合料熔融共混后制得挤出料a，将挤出料a粉碎、二次熔融共混、挤出、粉碎，得到挤出料b；最后将挤出料b纺制成丝，裁剪后得到聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。通过采用上述技术方案，聚丙烯/白炭黑复合材料纤维由聚丙烯内添加白炭黑后经熔融共混、粉碎、纺丝、裁剪后制备而成，相较于聚丙烯纤维硬度以及支撑强度均有提高，其添加本发明配方体系中能够显著改善本发明的抗压强度和抗裂性能。进一步地，上述操作中熔融共混不限于两次。通过采用上述技术方案，将聚丙烯和白炭黑的混合料进行不限于两次的熔融共混能够使白炭黑更加均匀的分散于聚丙烯中，进而使得纺制成的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维质地均匀，结构稳定。进一步地，所述聚丙烯粉料与白炭黑的重量比为(1:0.045)-(1:0.03)。通过采用上述技术方案，将聚丙烯粉料和白炭黑的重量比控制在(1:0.045)-(1:0.03)之间，使制得的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维具有较优的强度和韧性。进一步地，所述白炭黑为纳米级白炭黑。通过采用上述技术方案，白炭黑选用纳米级白炭黑，纳米级白炭黑为气相法制得的白炭黑，是超微细无机新材料之一，相较于传统白炭黑，具有粒径小、比表面积大、化学纯度高、表面吸附力强、分散性能好的优点，更易与聚丙烯均匀混合，制备聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。进一步地，所述隔热填料为页岩陶粒、膨胀珍珠岩粉、玻璃微珠中的一种或多种。通过采用上述技术方案，页岩陶粒、膨胀珍珠岩粉、玻璃微珠均为无机填料，导热系数小，隔热性能好，能够于混凝土中形成热桥减弱或阻隔热量的传递，提高混凝土的隔热性能。综上所述，本发明具有以下有益效果：第一、本发明环保型抗裂保温混凝土中添加有聚丙烯/白炭黑复合材料纤维，聚丙烯/白炭黑复合材料纤维可弯曲且非常细小，均匀添加于混凝土内能够提高各组分之间的粘合力，配合隔热填料和矿物掺和料构建混凝土的骨架，阻碍混凝土内部微小裂缝的扩展以及宏观裂缝的形成，进而对混凝土的抗裂性能进行改善，使本发明制备的混凝土不易开裂；第二、本发明中的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维由聚丙烯内添加白炭黑后经熔融共混、粉碎、纺丝、裁剪后制备而成，强度高、韧性好，添加于混凝土中能够显著改善本发明的抗压强度和抗裂性能。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。聚丙烯/白炭黑复合材料纤维由以下组分制备而成：聚丙烯颗粒(选用牌号为t50-1000-178聚丙烯粒料)，纳米级白炭黑(山东鼎旭新材料有限公司生产，纳米级气相法白炭黑)，无水乙醇适量，水适量。制备例1聚丙烯/白炭黑复合材料纤维的制备：1)将聚丙烯颗粒放入粉碎机中粉碎15min，然后筛分出粒径小于3mm的聚丙烯粉料30kg放入粉碎机中进行二次粉碎，粉碎时间为8min，制得聚丙烯粉料；2)向上述聚丙烯粉料中倒入无水乙醇，直至没过聚丙烯粉料，搅拌混合均匀后向其中添加纳米级白炭黑0.9kg，超声分散1h，过程中持续搅拌，超声完成后烘干制得混合料；3)将混合料放入转矩流变仪中熔融共混，设定共混温度为155℃，时间为8min，共混完成后混合料自转矩流变仪的输出端挤出，制得挤出料a；4)将挤出料a进行粉碎，粉碎时间为10min，粉碎完成后放入转矩流变仪中二次熔融共混，参数设置不变，共混完成后挤出料a自转矩流变仪的输出端挤出，制得挤出料b；5)将挤出料b放入粉碎机中粉碎10min，筛分粒径小于3mm的混合料粉料备用；6)将上述混合料粉料添加至纺丝机中纺制成丝，得到聚丙烯/白炭黑复合材料纤维；7)将制得的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维裁剪成长度处于15-22mm之间的纤维段，备用。制备例2制备例2与制备例1的区别在于30kg粒径小于3mm的聚丙烯粉料中添加有1.2kg的纳米级白炭黑，制备过程以及各工艺参数相同。制备例3制备例3与制备例1的区别在于30kg粒径小于3mm的聚丙烯粉料中添加有1.35kg的纳米级白炭黑，制备过程以及各工艺参数相同。制备例4制备例4与制备例3的各组分含量相同，区别在于制备过程中聚丙烯粉料与纳米级白炭黑的混合料经三次熔融共混，具体制备过程如下：聚丙烯/白炭黑复合材料纤维的制备：1)将聚丙烯颗粒放入粉碎机中粉碎15min，然后筛分出粒径小于3mm的聚丙烯粉料30kg放入粉碎机中进行二次粉碎，粉碎时间为8min，制得聚丙烯粉料；2)向上述聚丙烯粉料中倒入无水乙醇，直至没过聚丙烯粉料，搅拌混合均匀后向其中添加纳米级白炭黑，超声分散1h，过程中持续搅拌，超声完成后烘干制得混合料；3)将混合料放入转矩流变仪中熔融共混，设定共混温度为155℃，时间为8min，共混完成后混合料自转矩流变仪的输出端挤出，制得挤出料a；4)将挤出料a进行粉碎，粉碎时间为10min，粉碎完成后放入转矩流变仪中二次熔融共混，参数设置不变，共混完成后挤出料a自转矩流变仪的输出端挤出，制得挤出料b；5)将挤出料b进行粉碎，粉碎时间为10min，粉碎完成后放入转矩流变仪中三次熔融共混，参数设置不变，共混完成后挤出料b自转矩流变仪的输出端挤出，制得挤出料c；6)将挤出料c放入粉碎机中粉碎10min，筛分粒径小于3mm的混合料粉料备用；7)将上述混合料粉料添加至纺丝机中纺制成丝，得到聚丙烯/白炭黑复合材料纤维；8)将制得的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维裁剪成长度处于15-22mm之间的纤维段，备用。实施例1环保型抗裂保温混凝土由包括以下重量份的组分配制而成：普硅42.5水泥32kg，粉煤灰粉110kg，中砂40kg，页岩陶粒3.5kg，制备例1中制得的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维0.75kg，玻璃纤维1.5kg，高性能聚羧酸减水剂0.5kg，水14kg；环保型抗裂保温混凝土的制备：将普硅42.5水泥、粉煤灰粉、中砂、页岩陶粒和聚丙烯/白炭黑复合材料纤维、玻璃纤维按比例混合，制成a组分混合物备用；向水中加入高性能聚羧酸减水剂，并均匀混合为b组分混合物备用；将a组分混合物缓慢加入b组分混合物中，并通过搅拌机搅拌10min混合均匀，制得抗裂保温混凝土。实施例2实施例2与实施例1的制备过程以及各工艺参数相同，区别在于各组分含量不同，并且，隔热填料替换为页岩陶粒5kg和膨胀珍珠岩粉3kg制备的混合料，具体见表1中所示。实施例3实施例3与实施例1的制备过程以及各工艺参数相同，区别在于各组分含量不同，并且，隔热填料替换为页岩陶粒5kg和玻璃微珠5kg制备的混合料，具体见表1中所示。实施例4实施例4与实施例1的制备过程以及各工艺参数相同，区别在于各组分含量不同，并且，隔热填料替换为页岩陶粒5kg、膨胀珍珠岩粉3kg和玻璃微珠5kg制备的混合料，具体见表1中所示。表1实施例1-4中混凝土的组分及各组分的用量实施例5实施例5与实施例1的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例2中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例6实施例6与实施例2的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例2中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例7实施例7与实施例3的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例2中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例8实施例8与实施例4的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例2中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例9实施例9与实施例1的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例3中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例10实施例10与实施例2的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例3中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例11实施例11与实施例3的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例3中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。实施例12实施例12与实施例4的制备工艺及各组分含量相同，区别在于其中添加的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维为制备例3中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。对比例1对比例1与实施例6的组分以及制备工艺相同，区别在于其中未添加聚丙烯/白炭黑复合材料纤维。对比例2对比例2与实施例6的组分以及制备工艺相同，区别在于配方中将聚丙烯/白炭黑复合材料纤维替换为聚丙烯纤维。对比例3对比例3与实施例6的组分以及制备工艺相同，区别在于配方中的未添加隔热填料。对比例4申请号为201410030297.6的中国发明专利中实施例3制得的钢纤维保温混凝土。性能检测试验1、根据gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能实验方法标准》测试混凝土的力学性能，测试结果如表3所示。2、用环形约束实验检测混凝土抗裂性：开裂时间<1h的是很差的水泥，开裂时间>15h的为优，测试结果如表3所示。表2实施例1-12制备混凝土的力学性能的检测结果检测项目28d抗压强度(mpa)抗裂性能实施例145.6优实施例248.9优实施例353.1优实施例464.3优实施例544.9优实施例648.7优实施例754.3优实施例865.2优实施例945.9优实施例1047.6优实施例1155.3优实施例1266.1优表3对比例1-4制备混凝土的力学性能的检测结果检测项目28d抗压强度(mpa)抗裂性能对比例135.69h开裂对比例230.8优对比例328.314h开裂对比例449.613.25h开裂结合表2和表3中检测数据可知，实施例1-12制备的混凝土均具有较高的抗压强度和较优的抗裂性能。比较实施例1-4、实施例5-8以及实施例9-12的检测数据发现，制备例1-3中制备的聚丙烯/白炭黑复合材料纤维添加与本发明的配方体系中均能使制得的混凝土具有较优的抗裂性能。比较实施例6、对比例1和对比例2的检测数据发现，聚丙烯纤维和聚丙烯/白炭黑复合材料纤维均匀混合于混凝土内，能够配合隔热填料和矿物掺和料组成混凝土的骨架，有效的阻碍混凝土内部微小裂缝的扩展以及宏观裂缝的形成，显著改善混凝土的抗压强度，使混凝土不易开裂。并且，由于纳米级白炭黑的加入，聚丙烯/白炭黑复合材料纤维相较于聚丙烯纤维刚度提高，添加于混凝土中能够显著改善混凝土的抗压性能。比较实施例6和对比例3的实验数据发现，隔热填料导热系数低，添加于混凝土中能够改善混凝土的保温隔热性能，同时，还能够配合矿物掺和料和聚丙烯/白炭黑复合材料纤维组成混凝土的骨架，提高混凝土的抗压性能。比较实施例6和对比例4的实验数据发现，相较于现有技术本发明具有更优的抗裂性能。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，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，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12