一种湿拌高强混凝土及其制备工艺的制作方法

本发明涉及建筑材料，具体公开了一种湿拌高强混凝土及其制备工艺。

背景技术：

1、混凝土是土建工程的主要原材料，主要是通过砂石加水泥搅拌而成，制作工艺简单、产品性能优秀、应用广泛；随着城市化的不断发展，对建筑材料用混凝土的要求也越来越高，要求其兼具轻质、高强的特征。

2、现有技术常用树脂颗粒、空心微珠代替一部分砂石以减轻混凝土的重量，但是，其引入较多会导致力学性能降低，因此需通过加入其他改性材料改善混凝土的性能。这些材料的加入影响混凝土的流动性，其分散性对于混凝土性能也有较大影响，若加入方式不当反而会导致性能的下降；综上，研究一种轻质且高强高质量的混凝土及其制备工艺具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种湿拌高强混凝土及其制备工艺，以解决现有技术中提出的的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种湿拌高强混凝土的制备工艺：包括以下步骤：s1：取玄武岩纤维，羟基化处理，得羟基化玄武岩纤维；取羟基化玄武岩纤维，加入丙酮中分散均匀，加入戊二醛、柠檬酸酯b、羟基硅油，50~55℃搅拌4~6h，过滤、洗涤、干燥，得改性玄武岩纤维；

3、s2：称取水泥、碎石、沙混合，得到干拌料；向干拌料中依次加入减水剂、去离子水、空心玻璃微珠、pva纤维、改性玄武岩纤维、混合均匀，得湿拌高强混凝土。

4、较为优化地，所述改性玄武岩纤维包括以下原料，按质量份数计：10~15份羟基化玄武岩纤维、100~120份丙酮、2~3份戊二醛、2~3份柠檬酸酯b、4~6份羟基硅油。

5、较为优化地，所述混凝土包括以下原料，按质量份数计：420~450份水泥、1000~1150份碎石、500~600份沙、100~120份空心玻璃微珠、120~160份水、3~6份减水剂、10~25份pva纤维、20~40份改性玄武岩纤维。

6、较为优化地，所述pva纤维的长度为18~25mm；所述玄武岩纤维的长度为6~12mm。

7、较为优化地，所述pva纤维的长度为20mm；所述玄武岩纤维的长度为9mm。

8、较为优化地，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；沙为粒径≤5mm的河沙；碎石粒径为5mm~31.5mm；减水剂为聚羧酸型减水剂。

9、较为优化地，所述pva纤维预先改性，得到改性pva纤维再引入湿拌高强混凝土中；具体改性过程如下：取pva纤维分散在溶剂中，调ph为3~4，加入丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、n-羟乙基-2-吡咯烷酮、戊二醛，升温至55~60℃搅拌4~6h，洗涤、干燥，得改性pva纤维。

10、较为优化地，所述改性pva纤维包括以下原料，按质量份数计：10~15份pva纤维、1~1.5份丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、0.5~1份n-羟乙基-2-吡咯烷酮、3~5份戊二醛。

11、较为优化地，所述羟基化玄武岩纤维的制备包括以下步骤：取玄武岩纤维，加入piranha溶液中，90~95℃处理1~2h，取出，洗涤、干燥，得羟基化玄武岩纤维。

12、较为优化地，所述piranha溶液中，v浓硫酸∶v双氧水＝（2~3）：1；所述羟基化玄武岩纤维包括以下原料，按质量份数计：10~15份玄武岩纤维、60~80份piranha溶液。

13、较为优化地，所述piranha溶液中，v浓硫酸（98%，南京试剂）∶v双氧水＝3：1。

14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

15、方案中，以水泥、碎石、沙为基础料，引入空心玻璃微珠、pva纤维、玄武岩纤维为添加料；从而形成具有轻质性的高强度湿拌高强混凝土。

16、其中，空心玻璃微珠不仅可以提高轻质、隔热、隔音性能，还可以提高流动度，且由于光滑的表面，可以发挥“滚珠效应”，减少混凝土内部的摩擦，增强施工性。但是，其引入较多，密度会降低，使得抗压和抗折等力学性能降低。故而方案中，进一步引入pva纤维、玄武岩纤维用于优劣互补，提高混凝土强度。

17、其中，pva纤维、玄武岩纤维使用的不同长短、不同性质的纤维；以稍长的18~25mm软质纤维（pva纤维）和短切的硬质纤维（玄武岩纤维）混合用于连接混凝土网络，有效增强密实性，提高混凝土的强度。

18、其一，pva纤维具有良好的分散性和粘结性，其引入混凝土中，可以减少混凝土的塑性收缩和干燥收缩，从而减少裂缝产生；软质性，使得增强了混凝土的抗冲击性。而玄武岩纤维是一种硬质纤维，具有较高的强度和模量，且其具有天然的硅酸盐相容性，能够将水泥与砂石结合，提升混凝土抗压和抗折等力学性能，增加混凝土的耐久性。相较于单一性质纤维的引入，两种纤维的有效协同增强湿拌高强混凝土的强度，弥补空心玻璃微珠的不足。

19、其二，为了进一步提升混凝土的强度；对pva纤维、玄武岩纤维进一步改性处理。

20、本发明以柠檬酸酯b、羟基硅油对玄武岩纤维进行改性；柠檬酸酯b有增塑作用，且能提高混凝土流动性；羟基硅油润滑性好，减少骨料与水泥间摩擦，提升了混凝土的流动性，同时硅油有消泡作用，能改善混凝土表面质量。

21、本发明以丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、n-羟乙基-2-吡咯烷酮改性pva纤维；提高pva纤维在混凝土中的分散性和粘合性。其中，丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物为长链段的接枝，可以提高纤维在混凝土中的分散性，同时长链具有亲水性好且分子量大的有点，对干拌料有较强的包覆性能，可以增加两联网络，有效传递应力，减少裂缝拓展。而短链n-羟乙基-2-吡咯烷酮的接枝，有利于增加纤维的表面活性和与混凝土基体的相容性；增加分子间的相互作用，提高纤维与混凝土基体之间的粘结力；能减少泥土对于减水剂的不利影响；更有效地提高混凝土的力学性能和耐久性。

22、综上，本发明控制空心玻璃微珠、pva纤维、玄武岩纤维的加入量，得到强度、韧性优异且轻质的混凝土，pva纤维、玄武岩纤维的长度也需要控制，以确保的分散性与流动性不受影响且能达到最好的增强增韧效果。

技术特征：

1.一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：s1：取玄武岩纤维，羟基化处理，得羟基化玄武岩纤维；取羟基化玄武岩纤维，加入丙酮中分散均匀，加入戊二醛、柠檬酸酯b、羟基硅油，50~55℃搅拌4~6h，过滤、洗涤、干燥，得改性玄武岩纤维；

2.根据权利要求1所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述改性玄武岩纤维包括以下原料，按质量份数计：10~15份羟基化玄武岩纤维、100~120份丙酮、2~3份戊二醛、2~3份柠檬酸酯b、4~6份羟基硅油。

3.根据权利要求1所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述混凝土包括以下原料，按质量份数计：420~450份水泥、1000~1150份碎石、500~600份沙、100~120份空心玻璃微珠、120~160份水、3~6份减水剂、10~25份pva纤维、20~40份改性玄武岩纤维。

4.根据权利要求1所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述pva纤维的长度为18~25mm；所述玄武岩纤维的长度为6~12mm。

5.根据权利要求1所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；沙为粒径≤5mm的河沙；碎石粒径为5mm~31.5mm；减水剂为聚羧酸型减水剂。

6.根据权利要求1所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述pva纤维预先改性，得到改性pva纤维再引入湿拌高强混凝土中；具体改性过程如下：取pva纤维分散在溶剂中，调ph为3~4，加入丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、n-羟乙基-2-吡咯烷酮、戊二醛，升温至55~60℃搅拌4~6h，洗涤、干燥，得改性pva纤维。

7.根据权利要求6所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述改性pva纤维包括以下原料，按质量份数计：10~15份pva纤维、1~1.5份丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、0.5~1份n-羟乙基-2-吡咯烷酮、3~5份戊二醛。

8.根据权利要求1所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述羟基化玄武岩纤维的制备包括以下步骤：取玄武岩纤维，加入piranha溶液中，90~95℃处理1~2h，取出，洗涤、干燥，得羟基化玄武岩纤维。

9.根据权利要求8所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺，其特征在于：所述piranha溶液中，v浓硫酸∶v双氧水＝（2~3）：1；所述羟基化玄武岩纤维包括以下原料，按质量份数计：10~15份玄武岩纤维、60~80份piranha溶液。

10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种湿拌高强混凝土的制备工艺制备的混凝土。

技术总结
本发明涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种湿拌高强混凝土及其制备工艺；包括以下步骤：S1：取羟基化玄武岩纤维，加入丙酮中分散均匀，加入戊二醛、柠檬酸酯B、羟基硅油，搅拌、过滤、洗涤、干燥，得改性玄武岩纤维；S2：称取水泥、碎石、沙混合，得到干拌料；向干拌料中依次加入减水剂、去离子水、空心玻璃微珠、PVA纤维、改性玄武岩纤维、混合均匀，得湿拌高强混凝土；所述混凝土包括以下原料，按质量份数计：420~450份水泥、1000~1150份碎石、500~600份沙、100~120份空心玻璃微珠、120~160份水、3~6份减水剂、10~25份PVA纤维、20~40份改性玄武岩纤维。

技术研发人员：符皓,刘小旺,陈健,杨俊杰
受保护的技术使用者：海南明磊混凝土有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19