聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的制备方法，所述方法包括：1)将聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布的工序；2)将水泥、砂、粉煤灰、聚丙烯酸乙酯和水相混合以制得混凝土浆料的工序；3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品的工序；4)将混凝土初品加热以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序。该混凝土具有优异的机械强度。

权利要求

1.一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

1)将聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布的工序；

2)将水泥、砂、粉煤灰、聚丙烯酸乙酯和水相混合以制得混凝土浆料的工序；

3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品的工序；

4)将混凝土初品加热以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序；

其中，所述聚丙烯纤维网布的径向密度为4-5根/cm，纬向密度为2-3根/cm，所述聚丙烯纤维的直径为0.05-0.1mm；相对于100重量份的水泥，所述砂的用量为200-300重量份，所述粉煤灰的用量为150-180重量份，所述聚丙烯酸乙酯的用量为20-30重量份，所述水的用量为30-60重量份；相邻的两个聚丙烯纤维网布之间的距离为10-15cm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚丙烯酸乙酯的重均分子量为3000-

5000。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述砂的粒径为5-10mm。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述水泥为42.5号水泥或52.5号水泥。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在制得混凝土浆料的工序中，所述混合的时间为20-30min，所述混合的温度15-30℃。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序中，所述加热的温度为80-100℃，所述加热的时间为2-3h。

7.一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，其特征在于，所述聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土通过权利要求1-6中的任意一项所述的方法制备而成。

说明书

聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土领域，具体地，涉及一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土以及该混凝土的制备方法。

背景技术

[0002] 混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。在地震频发地区，普通混凝土难以抵抗地震，往往造成建筑物坍塌。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，该耐火混凝土具有优异的机械强度，同时制备该混凝土的方法步骤简单，原料易得。

[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

[0005] 1)将聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布的工序；

[0006] 2)将水泥、砂、粉煤灰、聚丙烯酸乙酯和水相混合以制得混凝土浆料的工序；

[0007] 3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品的工序；

[0008] 4)将混凝土初品加热以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序。

[0009] 本发明还提供了一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所述聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土通过上述的方法制备而成。

[0010] 通过上述技术方案，本发明通过将水泥、砂、粉煤灰、聚丙烯酸乙酯和水相混合以形成混凝土浆料，然后将混凝土浆料填充至聚丙烯纤维网布之间同时加热使得聚合物融化浸入至混凝土的孔隙中以此使得聚合物与聚丙烯纤维在混凝土内部形成三维网格，从而极大地增强了该混凝土的机械强度。同时制备该混凝土的方法步骤简单，原料易得。

[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

[0012] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0013] 本发明提供了一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的制备方法，所述方法包括：

[0014] 1)将聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布的工序；

[0015] 2)将水泥、砂、粉煤灰、聚丙烯酸乙酯和水相混合以制得混凝土浆料的工序；

[0016] 3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品的工序；

[0017] 4)将混凝土初品加热以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序。

[0018] 在本发明中，所述聚丙烯酸乙酯可以为本领域所公知的任何一种聚丙烯酸乙酯，从成本上以及制得的混凝土的机械强度上考虑，优选地，所述聚丙烯酸乙酯的重均分子量为3000-5000。

[0019] 同时，本发明中的聚丙烯纤维网布可以有多种具体结构形式，构成聚丙烯纤维网布的聚丙烯纤维也可以本领域所公知的任何一种，为了使得混凝土具有更优异的机械强度，优选地，所述聚丙烯纤维网布的径向密度为4-5根/cm，纬向密度为2-3根/cm。更优选地，所述聚丙烯纤维为的直径为0.05-0.1mm。

[0020] 另外，本发明所需的原材料砂子可以是中砂，也可以是细砂，为了进一步提高混凝土的机械强度，优选地，所述砂的粒径为5-10mm。

[0021] 同理，所述水泥可以是牌号大于32.5的任何一种水泥，为了使得混凝土具有更优异的机械强度，优选地，所述水泥为42.5号水泥或52.5号水泥。

[0022] 此外，混凝土各原料的配比也可以在宽的范围内选择，但为了使得制备的混凝土具有优异的机械强度，优选地，相对于100重量份的水泥，所述水泥的用量为重量份，所述砂的用量为200-300重量份，所述粉煤灰的用量为150-180重量份，所述聚丙烯酸乙酯的用量为20-30重量份，所述水的用量为30-60重量份。

[0023] 在本发明中，在制成混凝土初品的工序中，相邻的两个聚丙烯纤维网布之间的距离可以在宽的范围内选择，优选地，相邻的两个聚丙烯纤维网布之间的距离为10-15cm；

[0024] 在制得混凝土浆料的工序中，所述混合的温度和时间也可在宽的范围内选择，优选地，所述混合的时间为20-30min，所述混合的温度15-30℃。

[0025] 在制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序中，所述加热的时间和温度也可在宽的范围内选择，优选地，所述加热的温度为80-100℃，所述加热的时间为2-3h。

[0026] 本发明还提供了一种聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所述聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土通过上述的方法制备而成。

[0027] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，抗拉强度、抗弯强度和抗冲击强度参数通过上海由金仪器有限公司的YE-2000液压式混凝土压力试验机测得。

[0028] 聚丙烯纤维为文安县德立化工有限公司的产品，砂为闻喜县峻峰天然金刚砂厂的产品，粉煤灰为灵寿县顺佳矿产品加工厂的产品，聚丙烯酸乙酯为杭州拓目科技有限公司的产品，水泥为安徽海螺水泥股份有限公司的产品。

[0029] 实施例1

[0030] 1)将直径为0.08mm的聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布，其中聚丙烯纤维网布的径向密度为4根/cm，纬向密度为2根/cm；

[0031] 2)将42.5号水泥100kg、粒径为8mm的砂250kg、粉煤灰160、重均分子量为4000的聚丙烯酸乙酯25kg和水相混合制得混凝土浆料；

[0032] 3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品，其中相邻的两个聚丙烯纤维网布之间的距离为13cm；

[0033] 4)在90℃下，将混凝土初品加热2.5h以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序。

[0034] 该混凝土的初裂抗拉强度为5.1N/mm2，极限抗拉强度为9.0N/mm2，初裂抗弯强度为7.9N/mm2，极限抗弯强度为25N/mm2，抗冲击强度为30kJ/m2。

[0035] 实施例2

[0036] 1)将直径为0.05mm的聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布，其中聚丙烯纤维网布的径向密度为4根/cm，纬向密度为2根/cm；

[0037] 2)将42.5号水泥100kg、粒径为5mm的砂200kg、粉煤灰150、重均分子量为3000的聚丙烯酸乙酯20kg和水相混合制得混凝土浆料；

[0038] 3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品，其中相邻的两个聚丙烯纤维网布之间的距离为10cm；

[0039] 4)在80℃下，将混凝土初品加热2h以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序。

[0040] 该混凝土的初裂抗拉强度为5.0N/mm2，极限抗拉强度为8.8N/mm2，初裂抗弯强度为7.8N/mm2，极限抗弯强度为24.5N/mm2，抗冲击强度为29kJ/m2。

[0041] 实施例3

[0042] 1)将直径为0.1mm的聚丙烯纤维敷设成聚丙烯纤维网布，其中聚丙烯纤维网布的径向密度为5根/cm，纬向密度为3根/cm；

[0043] 2)将42.5号水泥100kg、粒径为10mm的砂300kg、粉煤灰180、重均分子量为5000的聚丙烯酸乙酯30kg和水相混合制得混凝土浆料；

[0044] 3)将混凝土浆料喷入至模具中接着在混凝土上铺设聚丙烯纤维网布，然后在聚丙烯纤维网布上喷设混凝土浆料并在混凝土浆料上方铺设聚丙烯纤维网布以此往复制成混凝土初品，其中相邻的两个聚丙烯纤维网布之间的距离为15cm；

[0045] 4)在100℃下，将混凝土初品加热3h以制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土的工序。

[0046] 该混凝土的初裂抗拉强度为5.4N/mm2，极限抗拉强度为8.8N/mm2，初裂抗弯强度为7.5N/mm2，极限抗弯强度为26N/mm2，抗冲击强度为28kJ/m2。

[0047] 实施例4

[0048] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，所述聚丙烯酸乙酯的重均分子量为2000。

[0049] 该混凝土的初裂抗拉强度为4.4N/mm2，极限抗拉强度为7.6N/mm2，初裂抗弯强度为7.1N/mm2，极限抗弯强度为17N/mm2，抗冲击强度为18kJ/m2。

[0050] 实施例5

[0051] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，所述聚丙烯酸乙酯的重均分子量为8000。

[0052] 该混凝土的初裂抗拉强度为4.0N/mm2，极限抗拉强度为7.5N/mm2，初裂抗弯强度为7.2N/mm2，极限抗弯强度为19N/mm2，抗冲击强度为19kJ/m2。

[0053] 实施例6

[0054] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，所述聚丙烯酸乙酯的重均分子量为8000。

[0055] 该混凝土的初裂抗拉强度为4.1N/mm2，极限抗拉强度为7.6N/mm2，初裂抗弯强度为7.4N/mm2，极限抗弯强度为18N/mm2，抗冲击强度为20kJ/m2。

[0056] 实施例7

[0057] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，所述水泥为52.5号水泥。

[0058] 该混凝土的初裂抗拉强度为5.4N/mm2，极限抗拉强度为8.6N/mm2，初裂抗弯强度为8.3N/mm2，极限抗弯强度为26N/mm2，抗冲击强度为22kJ/m2。

[0059] 对比例1

[0060] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，没有使用聚丙烯酸乙酯。

[0061] 该混凝土的初裂抗拉强度为3.5N/mm2，极限抗拉强度为7.4N/mm2，初裂抗弯强度为6.4N/mm2，极限抗弯强度为14N/mm2，抗冲击强度为16kJ/m2。

[0062] 对比例2

[0063] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，没有使用聚丙烯纤维。

[0064] 该混凝土的初裂抗拉强度为3.7N/mm2，极限抗拉强度为7.0N/mm2，初裂抗弯强度为6.2N/mm2，极限抗弯强度为13N/mm2，抗冲击强度为17kJ/m2。

[0065] 对比例3

[0066] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，聚丙烯纤维未敷设成聚丙烯纤维网状而是凌乱混入混凝土浆料中。

[0067] 该混凝土的初裂抗拉强度为3.8N/mm2，极限抗拉强度为8.2N/mm2，初裂抗弯强度为6.4N/mm2，极限抗弯强度为15N/mm2，抗冲击强度为16kJ/m2。

[0068] 对比例4

[0069] 按照实施例1的方法进行制得聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土，所不同的是，混凝土初品未加热而是直接阴干。

[0070] 该混凝土的初裂抗拉强度为3.5N/mm2，极限抗拉强度为8.1N/mm2，初裂抗弯强度为6.9N/mm2，极限抗弯强度为15N/mm2，抗冲击强度为17kJ/m2。

[0071] 通过上述实施例和对比例可知，本发明制备的聚丙烯酸乙酯-聚丙烯纤维水泥混凝土具有优异的抗拉强度、抗弯强度和抗冲击强度，从而满足了高强度混凝土的需要。

[0072] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0073] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0074] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本