一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，所述的聚丙烯纖維混凝土由礦渣、粉煤灰、硅粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑和水組成，其制備方法即首先將干砂和石子用清水進行洗凈晾干；然后將水泥和聚丙烯纖維攪拌混合均勻；然后將礦渣、粉煤灰、硅粉與所得的洗凈晾干的干砂、石子一起倒入混凝土攪拌機，干拌0.5min，然后將混合好的水泥與聚丙烯纖維的混合物倒入混凝土攪拌機中，用塑料薄膜封住混凝土攪拌機口，進行干拌1min，然后倒入加入減水劑的水，進行攪拌4min，即得坍落度明顯降低，抗壓強度明顯提高的聚丙烯纖維混凝土，該聚丙烯纖維混凝土中聚丙烯纖維分布均勻。
【專利說明】一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土木工程，涉及一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，本發(fā)明的聚丙烯 纖維混凝土的制備方法能顯著改善混凝土中聚丙烯纖維分散的均勻性，減少材料損失，抑 制混凝土塑性開裂，提高混凝土扛著強度、抗拉強度、抗疲勞強度，為實驗提供更準確的數(shù) 據(jù)。該制備方法特別適用于實驗室中測量聚丙烯纖維混凝土各項力學(xué)性能的試驗。

【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是一種脆性材料，其抗拉強度遠低于抗壓強度、耐磨性差、易產(chǎn)生裂縫、抗 變形能力差等缺點影響了在某些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。多年以來科學(xué)家們從原材料、配合比、夕卜 加劑、制造工藝、振搗方法和養(yǎng)護工藝等方面加以改進，但是無法從根本上改變混凝土的這 些弱點。
[0003] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，纖維增強混凝土成為當(dāng)代迅速發(fā)展的新興復(fù)合建筑材料之 一，從多方面改善了混凝土的性能，大大提高混凝土的抗拉強度、變形能力、耐磨性、抗?jié)B 性、抗沖擊性等。纖維具有分散性好、高耐酸堿、抗輻射、抗凍防腐、增強增韌、摻加工藝簡 單、價格低廉等優(yōu)點，近年來被廣泛摻加于混凝土中。
[0004] 目前國內(nèi)外對纖維混凝土研究并不深入，因普通住宅并不是都需要聚丙烯纖維的 加入來提高性能，并且添加的比例還有待繼續(xù)研究，并且，其制備方法大多是在混凝土攪拌 時直接投入，存在分布不均勻，容易成團等技術(shù)問題，從而降低了聚丙烯混凝土的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決上述的聚丙烯纖維在混凝土中分布不均勻以及纖維容 易成團等技術(shù)問題而提供一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，該制備方法使聚丙烯纖維更 加均勻的加入到普通混凝土中，解決了聚丙烯纖維容易成團的問題，從而得到一種均勻、高 性能的聚丙烯纖維混凝土。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種聚丙烯纖維混凝土，由礦渣、粉煤灰、硅粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑 和水組成，按每噸計算，其組成及含量如下： 礦漁 ll-12kg 粉煤灰 24-25kg 硅粉 12-14kg 干砂 230-232kg 石子 538_540kg 水泥 114-118kg 聚丙烯纖維 0. 36-0. 38kg 減水劑 I. 9-2. 02Kg 余量為水； 所述的礦渣粒徑為l_2mm ; 所述的粉煤灰為國家一級，低鈣粉煤灰，粒徑為〇. 5-300 μ m ; 所述的娃粉粒徑為〇. l_〇. 3 μ m ; 所述的干砂為普通江砂，細度模數(shù)2. 8,試驗砂率30% ; 所述的石子級配為5-20mm連續(xù)級配； 所述的水泥優(yōu)選為42. 5級普通硅酸鹽水泥； 所述的聚丙烯纖維，束狀單絲的長度3-20mm，直徑31 μ m，密度為0. 91g/cm3 ; 所述的減水劑：YSP萘系高效減水劑，減水效率15%，膠凝材料質(zhì)量分數(shù)的I. 2%。
[0007] 上述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，具體包括如下步驟： (1) 、將干砂和石子用清水進行洗凈瞭干； (2) 、將水泥和聚丙烯纖維進行攪拌混合均勻； (3) 、將礦渣、粉煤灰、硅粉與步驟（1)所得的洗凈晾干砂、石子一起倒入混凝土攪拌機， 干拌0. 5min，然后將步驟（2)所得的混合好的水泥與聚丙烯纖維的混合物倒入混凝土攪拌 機中，用塑料薄膜封住混凝土攪拌機口，進行干拌lmin，然后然后倒入加入減水劑的水，進 行攪拌4min，即得聚丙烯纖維混凝土。
[0008] 上述聚丙烯纖維混凝土的制備過程中，會出現(xiàn)了以下問題： 干燥的混凝土攪拌機會對制備的混凝土水灰比產(chǎn)生影響，使得水灰比下降，而潮濕的 混凝土攪拌機會使得干拌的拌料粘附在筒壁上，拌制后的混凝土坍落度較大，而敲打筒壁 后，粘在筒壁上的干料掉下，落入拌和料內(nèi)，使拌制后的混凝土坍落度又變小，故混凝土坍 落度難于控制，影響混凝土質(zhì)量，所以在制備時建議先潤濕筒壁，晾曬一段時間再進行實 驗。
[0009] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，由于采用了預(yù)先將水泥與聚丙烯纖維混 雜的方法，而不是與現(xiàn)有技術(shù)一樣將聚丙烯纖維、骨料和膠凝材料直接投入混凝土攪拌機， 因此，最終所得的聚丙烯纖維混凝土在聚丙烯纖維分布方面，其均勻性與成團量方面都有 顯著優(yōu)勢。
[0010] 進一步，本發(fā)明的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，最終所得的聚丙烯纖維 混凝土，根據(jù)（DL/T5144-2001)《水工混凝土施工規(guī)范》方法，采用一個上口 IOOmm，下口 200_，高300_喇叭狀坍落度桶儀器對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度進行測定， 其值為3. 90-4. 08cm，其抗壓強度經(jīng)測定，28天后其值為385-40. 9MPa，即其坍落度明顯降 低，抗壓強度明顯提高。

【具體實施方式】
[0011] 下面通過具體實施例對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明的各實施例中所用的聚丙烯纖維，束狀單絲的長19mm，直徑31 μ m，密度為 0. 91g/cm3的由江蘇射陽強力纖維制造有限公司生產(chǎn)的聚丙烯纖維； 所用的減水劑=YSP萘系高效減水劑，減水效率15%，膠凝材料質(zhì)量分數(shù)的1. 2%的由武 漢格瑞林生產(chǎn)的減水劑。
[0013] 除上述特殊說明之外，本發(fā)明的各實施例中所用的其他各種原料均為市售。
[0014] 實施例I 一種聚丙烯纖維混凝土，由礦渣、粉煤灰、硅粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑 和水組成，按每噸計算，其組成及含量如下： 礦漁 11.5kg 粉煤灰 24. 5kg 硅粉 13kg 干砂 231kg 石子 539kg 水泥 116kg 聚丙烯纖維 0. 37kg 水 62. 7kg 減水劑 1.93kg 所述的礦漁的粒徑范圍l-2mm ; 所述的干砂為普通江砂，細度模數(shù)2. 8,試驗砂率30% ; 所述的石子級配為5-20mm連續(xù)級配； 所述的粉煤灰，國家一級，低鈣粉煤灰，粒徑范圍〇. 5-300 μ m ; 所述的娃粉的粒徑范圍0. l-o. 3 μ m ; 所述的水泥為42. 5級普通硅酸鹽水泥； 所述的聚丙烯纖維，束狀單絲的長19mm，直徑31 μ m，密度為0. 91g/cm3 ; 所述的減水劑：YSP萘系高效減水劑，減水效率15%，膠凝材料質(zhì)量分數(shù)的I. 2%。
[0015] 上述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，具體包括如下步驟： (1) 、將干砂和石子用清水進行洗凈瞭干； (2) 、將水泥和聚丙烯纖維攪拌混合均勻； (3) 、將礦渣、粉煤灰、硅粉與步驟（1)所得的洗凈晾干的干砂、石子一起倒入混凝土攪 拌機，干拌〇. 5min，然后將步驟（2)所得的混合好的水泥與聚丙烯纖維的混合物倒入混凝 土攪拌機中，用塑料薄膜封住混凝土攪拌機口干拌lmin，然后倒入加入減水劑的水，進行攪 拌4min，即得聚丙烯纖維混凝土。
[0016] 根據(jù)（DL/T5144-2001)《水工混凝土施工規(guī)范》方法，采用一個上口 100謹，下口 200_，高300_喇叭狀坍落度桶儀器對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度進行測定， 其值為4. 03cm ; 根據(jù)GB/T2611-1992《試驗機通用技術(shù)要求》，GB/T3722-1992《液壓式壓力試驗機》， T0551-2005《水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法》方法，采用SANS微型 控制電液伺服壓力試驗機對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的抗壓強度進行測定，28天后其 值為 40. 9MPa。
[0017] 對照實施例1 一種聚丙烯纖維混凝土，按每噸計算，其組成及含量同實施例1。
[0018] 上述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，具體包括如下步驟： (1) 、將干砂和石子用清水進行洗凈瞭干； (2) 、將水泥、聚丙烯纖維與步驟（1)所得的洗凈晾干的干砂、石子一起倒入混凝土攪拌 機，干拌0. 5min混合均勻； (3 )、將礦渣、粉煤灰、硅粉倒入混凝土攪拌機中，用塑料薄膜封住混凝土攪拌機口干拌 0. 5min，然后倒入加入減水劑的水，進行攪拌4min，即得聚丙烯纖維混凝土。
[0019] 根據(jù)（DL/T5144-2001)《水工混凝土施工規(guī)范》方法，采用一個上口 100謹，下口 200_，高300_喇叭狀坍落度桶儀器對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度進行測定， 其值為6-8cm ; 根據(jù)GB/T2611-1992《試驗機通用技術(shù)要求》，GB/T3722-1992《液壓式壓力試驗機》， T0551-2005《水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法》方法，采用SANS微型 控制電液伺服壓力試驗機對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的抗壓強度進行測定，28天后其 值為 44. 2MPa。
[0020] 對照實施例2 一種聚丙烯纖維混凝土，按每噸計算，其組成及含量同實施例1。
[0021] 上述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，具體包括如下步驟： (1) 、將干砂和石子用清水進行洗凈瞭干； (2) 、將水泥、步驟（1)所得的洗凈晾干的干砂、石子、礦渣、粉煤灰、硅粉與加入減水劑 的水一起倒入混凝土攪拌機，拌4min混合均勻； (3) 、然后將聚丙烯纖維加入到凝土攪拌機中拌lmin，即得聚丙烯纖維混凝土。
[0022] 根據(jù)（DL/T5144-2001)《水工混凝土施工規(guī)范》方法，采用一個上口 100謹，下口 200_，高300_喇叭狀坍落度桶儀器對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度進行測定， 其值為6-8cm ; 根據(jù)GB/T2611-1992《試驗機通用技術(shù)要求》，GB/T3722-1992《液壓式壓力試驗機》， T0551-2005《水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法》方法，采用SANS微型 控制電液伺服壓力試驗機對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的抗壓強度進行測定，28天后其 值為 41. 6MPa。
[0023] 對照實施例3 一種聚丙烯纖維混凝土，按每噸計算，其組成及含量同實施例1。
[0024] 上述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，具體包括如下步驟： (1) 、將干砂和石子用清水進行洗凈瞭干； (2) 、將礦渣、粉煤灰、硅粉與步驟（1)所得的洗凈晾干的干砂、石子一起倒入混凝土攪 拌機，然后加入聚丙烯纖維，用塑料薄膜封住混凝土攪拌機口，拌Imin ; (3) 、將水泥倒入混凝土攪拌機中，干拌0.5min，然后倒入加入減水劑的水，進行攪拌 4min，即得聚丙烯纖維混凝土。
[0025] 根據(jù)（DL/T5144-2001)《水工混凝土施工規(guī)范》方法，采用一個上口 100謹，下口 200_，高300_喇叭狀坍落度桶儀器對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度進行測定， 其值為3. 8cm ; 根據(jù)GB/T2611-1992《試驗機通用技術(shù)要求》，GB/T3722-1992《液壓式壓力試驗機》， T0551-2005《水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法》方法，采用SANS微型 控制電液伺服壓力試驗機對上述所得的聚丙烯纖維混凝土的抗壓強度進行測定，28天后其 值為 38. 4MPa。
[0026] 從上述的實施例1、對照實施例1-3所得的坍落度、抗壓強度等進行分析可以看 出，由于聚丙烯纖維摻入的方式的不同，最終所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度、抗壓強度 均不同。本發(fā)明的制備方法所得的聚丙烯纖維混凝土的坍落度明顯降低，抗壓強度明顯提 商。
[0027] 由于坍落度與混凝土的流動性正相關(guān)，根據(jù)坍落度可以看出，實施例1的混凝土 流動性要低于對照實施例1和2,但是略高于對照實施例3。說明實施例1中的制備方法有 效的使聚丙烯纖維均勻分布與混凝土內(nèi)，并且保持了較好的流動性。
[0028] 由于抗壓強度與聚丙烯纖維分散的均勻性正相關(guān)，根據(jù)抗壓強度可以看出，實施 例1的抗壓強度要略低于對照實施例1和2,但是高于對照實施例3。這是因為均勻分散的 聚丙烯纖維會導(dǎo)致初始破裂強度的降低，但是極限抗壓強度會大幅提高。
[0029] 進一步，對上述的實施例1、對照實施例1-3所得的聚丙烯纖維混凝土中分別取 樣，每個樣2kg，每個實施例取4個樣，將所取得的各實施例中的聚丙烯纖維混凝土用水洗 至無雜物程度后曬干，然后采用上海浦春電子天平秤JE2000儀器對上述所得的聚丙烯纖 維混凝土中的纖維分散均勻性進行測定，結(jié)果見下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，所述的聚丙烯纖維混凝土，由礦渣、粉煤灰、硅 粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑和水組成，按每噸計算，其組成及含量如下： 礦漁 ll-12kg 粉煤灰 24-25kg 硅粉 12-14kg 干砂 230-232kg 石子 538_540kg 水泥 114-118kg 聚丙烯纖維 0. 36-0. 38kg 減水劑 1. 9-2. 02Kg 余量為水； 所述的礦渣粒徑為l_2mm ; 所述的粉煤灰為國家一級，低鈣粉煤灰，粒徑為〇. 5-300 ii m ; 所述的娃粉粒徑為〇. l_〇. 3 y m ; 所述的干砂為普通江砂，細度模數(shù)2. 8,試驗砂率30% ; 所述的石子級配為5-20mm連續(xù)級配； 所述的水泥為42. 5級普通硅酸鹽水泥； 所述的聚丙烯纖維，束狀單絲的長度3-20mm，直徑31 ii m，密度為0. 91g/cm3 ; 所述的減水劑：YSP萘系高效減水劑，減水效率15%，膠凝材料質(zhì)量分數(shù)的I. 2% ; 其特征在于其制備過程具體包括如下步驟： (1) 、將干砂和石子用清水進行洗凈瞭干； (2) 、將水泥和聚丙烯纖維攪拌混合均勻； (3) 、將礦渣、粉煤灰、硅粉與步驟（1)所得的洗凈晾干的干砂、石子一起倒入混凝土攪 拌機，干拌〇. 5min，然后將步驟（2)混合好的水泥與聚丙烯纖維的混合物倒入混凝土攪拌 機中，用塑料薄膜封住混凝土攪拌機口，進行干拌lmin，然后倒入加入減水劑的水，進行攪 拌4min，即得聚丙烯纖維混凝土。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯 纖維混凝土，由礦渣、粉煤灰、硅粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑和水組成，按每噸 計算，其組成及含量如下： 礦漁 Ilkg 粉煤灰 24kg 硅粉 12kg 干砂 230kg 石子 538kg 水泥 114kg 聚丙烯纖維 0. 36kg 減水劑 1.9Kg 余量為水。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯 纖維混凝土，由礦渣、粉煤灰、硅粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑和水組成，按每噸 計算，其組成及含量如下： 礦漁 11. 5kg 粉煤灰 24. 5kg 硅粉 13kg 干砂 231kg 石子 539kg 水泥 116kg 聚丙烯纖維 0. 37kg 減水劑 1.93Kg 余量為水。
4.如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯纖維混凝土的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯 纖維混凝土，由礦渣、粉煤灰、硅粉、干砂、石子、水泥、聚丙烯纖維、減水劑和水組成，按每噸 計算，其組成及含量如下： 礦漁 12kg 粉煤灰 25kg 硅粉 14kg 干砂 232kg 石子 540kg 水泥 118kg 聚丙烯纖維 0. 38kg 減水劑 2.02Kg 余量為水。
【文檔編號】C04B28/00GK104310892SQ201410543947
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】杜曦, 王蘇然, 陳有亮, 李昱琛, 聶大祥, 黃冀 申請人:上海理工大學(xué)