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一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法

阅读：888发布：2021-02-23

IPRDB可以提供一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其方法包括：将玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡，排掉硫酸，即刻依次加入过氧化环己酮、天然醛、高卷曲高湿模量粘胶纤维、丙烯酸二甲氨基乙酯搅拌；再加入钛酸酯偶联剂搅拌得到改性混合纤维；将碎石、砂子投入到搅拌机中搅拌；投入水泥、粉煤灰、矿粉搅拌；将减水剂、水、二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌，得到混凝土基质；将改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。得到优良韧性、抗裂性能、力学性能、耐腐蚀性、耐高温性，更长使用寿命的混凝土。，下面是一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将20～30质量份数的玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡30～60min，排掉硫酸，即刻依次加入12～15质量份数的过氧化环己酮、15～20质量份数的天然醛、5～10质量份数的高卷曲高湿模量粘胶纤维、15～20质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯搅拌30～40min；再加入20～

30质量份数的钛酸酯偶联剂搅拌1～2h，得到改性混合纤维；

（2）将350～450质量份数的碎石、750～900质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌60～

80s；投入350～450质量份数的水泥、150～250质量份数的粉煤灰、100～200质量份数的矿粉并搅拌60～80s；35～45质量份数的减水剂、160～200质量份数的水、6～10质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌120～150s，得到混凝土基质；将30～70质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌120～150s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于：所述的玄武岩纤维长度为20～40mm。

3.根据权利要求1所述的.一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于：所述的高卷曲高湿模量粘胶纤维长度为50～80mm。

4.根据权利要求1所述的一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于：所述的天然醛为肉桂醛、紫苏醛、藜芦醛中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸减水剂或木质素磺酸盐减水剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（1）中第一次搅拌温度为40℃～50℃，搅拌速率为100～200r/min。

7.根据权利要求1所述的一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（1）中第二次搅拌温度为60～80℃，搅拌速率为300～400r/min。

说明书全文

一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于混凝土加工技术领域，具体涉及一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法。

背景技术

[0002] 混凝土一般用水泥、砂、石作与水搅拌而成，广泛应用于土木工程领域。作为一种基材，混凝土存在一些问题，如抗拉强度低、韧性差、易开裂等。因此添加一定的纤维材料对其起到增加力学强度、韧性、抗裂性等。加入混凝土中的纤维一般为钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、树脂纤维等。

[0003] 玄武岩纤维是近年来研究的热点，其以玄武岩矿石作为生产原料，经高温熔融高速拉制而成，具有抗裂性能好、耐高温、抗震性能好、稳定性好、抗拉强度高等诸多优点，且生产原料充足，对环境造成的污染非常小，是一种绿色环保的高性能纤维。玄武岩纤维在国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域得到广泛的应用和更广阔的的使用前景。

[0004] 中国专利（CN201711128865.6）一种玄武岩和聚乙烯醇混杂纤维混凝土，使用了玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维制备混凝土，提高了混凝土的力学性能和使用寿命。但玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维表面较为光滑，且具有化学惰性，因此不经表面处理直接施用时，两种纤维与其他材料的粘着性不好，可能产生分层离析的现象。中国专利（CN201810107230.6）一种河砂玄武岩纤维活性粉末混凝土，使用复合纤维并对玄武岩纤维用有机硅类油性剂改性，制得性能优良的混凝土。对玄武岩纤维进行了表面改性，增加了玄武岩纤维与混凝土的融合性，但高分子化合物与混凝土还是有融合性不佳的问题。

发明内容

[0005] 本发明针对上述现有技术的不足之处，提供一种改性混合玄武岩纤维混凝土的制备方法，所制备的混凝土具有优良韧性、抗裂性能、力学性能、耐腐蚀性、耐高温性，更长使用寿命。

[0006] 本发明的技术方案如下：（1）将20～30质量份数的玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡30～60min，排掉硫酸，即刻依次加入12～15质量份数的过氧化环己酮、15～20质量份数的天然醛、5～10质量份数的高卷曲高湿模量粘胶纤维、15～20质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯搅拌30～40min；再加入20～
30质量份数的钛酸酯偶联剂搅拌1～2h，得到改性混合纤维；
（2）将350～450质量份数的碎石、750～900质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌60～
80s；投入350～450质量份数的水泥、150～250质量份数的粉煤灰、100～200质量份数的矿粉并搅拌60～80s；35～45质量份数的减水剂、160～200质量份数的水、6～10质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌120～150s，得到混凝土基质；将30～70质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌120～150s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。

[0007] 作为本发明的进一步说明，所述的玄武岩纤维长度为20～40mm。

[0008] 作为本发明的进一步说明，所述的高卷曲高湿模量粘胶纤维长度为50～80mm。

[0009] 作为本发明的进一步说明，所述的天然醛为肉桂醛、紫苏醛、藜芦醛中的一种。

[0010] 作为本发明的进一步说明，所述的减水剂为聚羧酸减水剂或木质素磺酸盐减水剂中的一种。

[0011] 作为本发明的进一步说明，步骤（1）中第一次搅拌温度为40℃～50℃，搅拌速率为100～200r/min
作为本发明的进一步说明，步骤（1）中第二次搅拌温度为60～80℃，搅拌速率为300～
400r/min。

[0012] 经酸处理玄武岩纤维使其表面变得粗糙，增大比表面积，使后续改性反应速率加快，效果更好。高卷曲高湿模量粘胶纤维以木质素为原料，具有较高的强度，又有优良的吸湿性、不产生静电、纤度和长度可灵活调整等特点，与玄武岩纤维共同改性使用在混凝土中可提高混凝土的韧性、抗裂性能、力学性能和使用寿命。

[0013] 玄武岩纤维上残留的硫酸促进过氧化环己酮与天然醛发生缩醛反应，化学键和在玄武岩纤维和高卷曲高湿模量粘胶纤维表面，同时可以在分子中形成新的碳碳键，增长碳链韧性和弹性提高，在有机溶剂中的溶解度增加；丙烯酸二甲氨基乙酯与双键加成，包裹层发生交联，加强其交错的网状结构、韧性、力学性能。并在制备混凝土过程中起到絮凝作用。天然醛无毒无害。

[0014] 钛酸酯偶联剂通过表面吸附和化学反应偶联在混合纤维表面，再次加强其包裹层紧密程度，由于包裹层为有机物，与无机填料融合性不好，添加偶联剂起到有机无机交联、粘合、分散、湿润的作用，还可提高混凝土的抗氧化性、阻燃性；二乙烯三胺五甲叉膦酸可调节混料不均匀，分层等问题。

[0015] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：1.所用纤维原料充足,制备工艺简单，性能优异，再经过改性后具有更优越的抗拉强度、弹性模量、耐高温、耐酸碱性能和热稳定性等优点，且价格低廉，绿色环保。

[0016] 2.大部分物料均绿色环保，对环境污染小，且玄武岩纤维还可回收再利用。

[0017] 3.反应的速率快，所制得的混凝土具有更好韧性、抗压性能、抗裂性能等力学性能，以及良好的耐热、耐寒、耐腐蚀、耐候性，增加了混凝土的使用寿命。

[0018] 4.物料之间相互结合紧密牢固的复杂网状结构，没有分层离析，不均匀的现象。

[0019] 5.造价成本低，使用寿命长，所需后期维护少，节省人力物力，具有很高的经济效益。

具体实施方式

[0020] 实施例1：（1）将24质量份数的20～40mm玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡50min，排掉硫酸，即刻依次加入12质量份数的过氧化环己酮、16质量份数的肉桂醛、7质量份数的50～80mm高卷曲高湿模量粘胶纤维、17质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯，温度为44℃，搅拌速率为160r/min搅拌38min；再加入29质量份数的钛酸酯偶联剂，温度为75℃，搅拌速率为320r/min搅拌1h，得到改性混合纤维；
（2）将370质量份数的碎石、00质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌60s；投入380质量份数的水泥、200质量份数的粉煤灰、200质量份数的矿粉并搅拌70s；40质量份数的聚羧酸减水剂、180质量份数的水、10质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌140s，得到混凝土基质；将60质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌130s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。

[0021] 实施例2：（1）将30质量份数的20～40mm玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡40min，排掉硫酸，即刻依次加入14质量份数的过氧化环己酮、15质量份数的紫苏醛、9质量份数的50～80mm高卷曲高湿模量粘胶纤维、20质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯，温度为48℃，搅拌速率为200r/min搅拌40min；再加入30质量份数的钛酸酯偶联剂，温度为80℃，搅拌速率为380/min搅拌2h，得到改性混合纤维；
（2）将420质量份数的碎石、800质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌65s；投入450质量份数的水泥、180质量份数的粉煤灰、100质量份数的矿粉并搅拌80s；42质量份数的木质素磺酸盐减水剂、190质量份数的水、9质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌
150s，得到混凝土基质；将40质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌140s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。

[0022] 实施例3：（1）将26质量份数的20～40mm玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡60min，排掉硫酸，即刻依次加入15质量份数的过氧化环己酮、20质量份数的藜芦醛、10质量份数的50～80mm高卷曲高湿模量粘胶纤维、15质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯，温度为41℃，搅拌速率为100r/min搅拌32min；再加入22质量份数的钛酸酯偶联剂，温度为65℃，搅拌速率为300r/min搅拌1h，得到改性混合纤维；
（2）将430质量份数的碎石、850质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌80s；投入350质量份数的水泥、220质量份数的粉煤灰、120质量份数的矿粉并搅拌75s； 45质量份数的聚羧酸减水剂、170质量份数的水、8质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌120s，得到混凝土基质；将30质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌120s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。

[0023] 实施例4：（1）将20质量份数的20～40mm玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡30min，排掉硫酸，即刻依次加入13质量份数的过氧化环己酮、18质量份数的肉桂醛、5质量份数的50～80mm高卷曲高湿模量粘胶纤维、16质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯，温度为50℃，搅拌速率为130r/min搅拌35min；再加入27质量份数的钛酸酯偶联剂，温度为60℃，搅拌速率为400r/min搅拌2h，得到改性混合纤维；
（2）将400质量份数的碎石、750质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌75s；投入360质量份数的水泥、150质量份数的粉煤灰、150质量份数的矿粉并搅拌65s；38质量份数的木质素磺酸盐减水剂、160质量份数的水、7质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌
130s，得到混凝土基质；将50质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌150s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。

[0024] 实施例5：（1）将27质量份数的20～40mm玄武岩纤维于过量硫酸中浸泡45min，排掉硫酸，即刻依次加入15质量份数的过氧化环己酮、19质量份数的紫苏醛、8质量份数的50～80mm高卷曲高湿模量粘胶纤维、19质量份数的丙烯酸二甲氨基乙酯，温度为45℃，搅拌速率为180r/min搅拌30min；再加入21质量份数的钛酸酯偶联剂，温度为80℃，搅拌速率为350r/min搅拌1.5h，得到改性混合纤维；
（2）将350质量份数的碎石、800质量份数的砂子投入到搅拌机中搅拌70s；投入410质量份数的水泥、250质量份数的粉煤灰、180质量份数的矿粉并搅拌60s；35质量份数的聚羧酸减水剂或木质素磺酸盐减水剂、200质量份数的水、6质量份数的二乙烯三胺五甲叉膦酸加入搅拌机搅拌150s，得到混凝土基质；将70质量份数的改性混合玄武岩纤维均匀撒入混凝土基质中并搅拌120s，即得到改性混合玄武岩纤维混凝土。
表1.改性混合玄武岩纤维混凝土性能测试

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