一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土及制备方法

1.本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土及制备方法。


背景技术：

2.混凝土指以水泥为主要胶结材料，与水、砂、石或一些必要的外加剂按比例调配、搅拌、密实成型，经养护硬化而成的建筑材料。而其中的一些混凝土是由胶凝材料、外加剂和纤维等原材料组成，其性能远超普通混凝土，被称为特种混凝土。
3.而一些特种混凝土在加入纳米纤维后，由于纳米纤维表面积较大，纳米纤维与混凝土结合后，易产生结团现象，分散性较差，不利于搅拌，不利于运输，影响使用，而且一些特种混凝土在制备时，混凝土内部纳米纤维结团现象仍然严重，实用性较低，因此，现阶段提供一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土及制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土，配方包括：粗骨料、细骨料、水泥、微硅粉、水、石英砂、重质碳酸钙粉、减水剂、改性纤维、壳聚糖液和乙醇，各组分的重量份数分别是：粗骨料750-900份、细骨料500-650份、水泥300-400份、微硅粉100-135份、水100-120份、石英砂50-80份、重质碳酸钙粉20-30份、减水剂8-12份、改性纳米纤维45-60份、壳聚糖液25-35份和乙醇8-12份。
6.优选地，所述改性纳米纤维包括重量份数为45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维。
7.优选地，所述改性纳米纤维还包括重量份数为30-50份的防水膜，所述防水膜包括重量份数为5-10份的胶粉和30-40份的漆酚。
8.优选地，所述胶粉为废弃橡胶粉或硅橡胶粉中的任意一种。
9.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一，材料制备；步骤二，改性纤维制备；步骤三，原料混合；步骤四，混凝土制备；
10.其中上述步骤一中，将重量份数分别为5-10份的胶粉和30-40份的漆酚搅拌混合，制成均匀的乳胶状态的防水膜溶液，然后将制备好的防水膜溶液保存在喷壶内；
11.其中上述步骤二中，将45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维浸泡在水中2h，然后取出沥干，然后通过喷壶将防水膜溶液喷洒到纤维表面，再经过干燥，得到改性纳米纤维；
12.其中上述步骤三中，取重量份数分别为750-900份的粗骨料、500-650份的细骨料、300-400份的水泥、100-135份的微硅粉、50-80份的石英砂，20-30份的重质碳酸钙粉和45-60份的改性纳米纤维混合均匀，得到原料混合物；
13.其中上述步骤四中，将原料混合物加入100-120份的水和25-35份的壳聚糖液混合，然后再加入8-12份的减水剂和8-12份的乙醇，再进行搅拌混合，制得含改性纳米纤维的混凝土。
14.优选地，所述步骤二中，对纳米纤维的干燥方式为使用烘箱在35℃-45℃下进行烘干。
15.优选地，所述步骤三中，原料混合方式为使用混料机在转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合45min。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过玄武岩纳米纤维和丝瓜络纳米纤维的使用，通过玄武岩纳米纤维耐碱、耐高温的特性，利于在混凝土的碱性和高温环境中使用，易于与混凝土基体结合，可提高混凝土的抗压缩强度、剪切强度，利于混凝土的延性，实用性高，通过丝瓜络纳米纤维体轻、质韧且孔隙结构发达的特性，利于泥浆很好的与丝瓜络纳米纤维结合，进一步提高纳米纤维与混凝土结合能力，进一步提高了混凝土的韧性和延性；
17.通过将防水膜包裹在纳米纤维上，形成改性纳米纤维，可降低改性纳米纤维的表面摩擦力，便于后期搅拌提高改性纳米纤维在混凝土中的分散性，并通过乙醇的使用，使得防水膜被分解，利于分散好的改性纳米纤维和混凝土很好的结合，进一步提高混凝土使用时的抗压缩强度和剪切强度；
18.通过壳聚糖液的使用，壳聚糖具有较强的吸附能力，便于与混凝土结合，壳聚糖在碱性条件下，壳聚糖由大分子水解成小分子壳聚糖，小分子壳聚糖更好的渗透进混凝土中，同时原料中钙离子可促进小分子壳聚糖交联，形成三维网络，从而提升界面处理剂的力学性能，同时壳聚糖具有的溶解性与脱乙酰度，具有一定的黏度，更利于与混凝土结合，提高混凝土的性能，同时通过乙醇的使用，乙醇与壳聚糖结合，可延缓壳聚糖溶液黏度降低，进一步提高与混凝土结合效果，进一步提高实用性。
19.通过该制备方法的使用，首先通过对纳米纤维改性，利于搅拌时提高纳米纤维在混凝土内的分散性，可减少纳米纤维的结团现象，提高混凝土的性能，然后在纳米纤维分散好后，通过添加乙醇，可去除纳米纤维表面的防水膜，便于纳米纤维与混凝土之间结合，进而提高纳米纤维对混凝土的拉力，提高混凝土的延性。
附图说明
20.图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1，本发明提供的一种技术方案：
23.实施例1
24.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土，配方包括：粗骨料、细骨料、水泥、微硅
粉、水、石英砂、重质碳酸钙粉、减水剂、改性纤维、壳聚糖液和乙醇，各组分的重量份数分别是：粗骨料750份、细骨料500份、水泥300份、微硅粉100份、水100份、石英砂50份、重质碳酸钙粉20份、减水剂8份、改性纳米纤维45份、壳聚糖液25份和乙醇8份。
25.改性纳米纤维包括重量份数为45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维。
26.改性纳米纤维还包括重量份数为30份的防水膜，所述防水膜包括重量份数为5份的胶粉和30份的漆酚，胶粉为废弃橡胶粉。
27.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一，材料制备；步骤二，改性纤维制备；步骤三，原料混合；步骤四，混凝土制备；
28.其中上述步骤一中，将重量份数分别为5份的胶粉和30份的漆酚搅拌混合，制成均匀的乳胶状态的防水膜溶液，然后将制备好的防水膜溶液保存在喷壶内；
29.其中上述步骤二中，将45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维浸泡在水中2h，然后取出沥干，然后通过喷壶将防水膜溶液喷洒到纤维表面，再经过干燥，得到改性纳米纤维，对纳米纤维的干燥方式为使用烘箱在35℃下进行烘干；
30.其中上述步骤三中，取重量份数分别为750份的粗骨料、500份的细骨料、300份的水泥、100份的微硅粉、50份的石英砂，20份的重质碳酸钙粉和45份的改性纳米纤维混合均匀，得到原料混合物，原料混合方式为使用混料机在转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合45min；
31.其中上述步骤四中，将原料混合物加入100份的水和25份的壳聚糖液混合，然后再加入8份的减水剂和8份的乙醇，再进行搅拌混合，制得含改性纳米纤维的混凝土。
32.实施例2
33.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土，配方包括：粗骨料、细骨料、水泥、微硅粉、水、石英砂、重质碳酸钙粉、减水剂、改性纤维、壳聚糖液和乙醇，各组分的重量份数分别是：粗骨料850份、细骨料600份、水泥350份、微硅粉120份、水110份、石英砂65份、重质碳酸钙粉25份、减水剂10份、改性纳米纤维55份、壳聚糖液30份和乙醇10份。
34.改性纳米纤维包括重量份数为45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维。
35.改性纳米纤维还包括重量份数为40份的防水膜，所述防水膜包括重量份数为5份的胶粉和30份的漆酚，胶粉为废弃橡胶粉。
36.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一，材料制备；步骤二，改性纤维制备；步骤三，原料混合；步骤四，混凝土制备；
37.其中上述步骤一中，将重量份数分别为7份的胶粉和35份的漆酚搅拌混合，制成均匀的乳胶状态的防水膜溶液，然后将制备好的防水膜溶液保存在喷壶内；
38.其中上述步骤二中，将45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维浸泡在水中2h，然后取出沥干，然后通过喷壶将防水膜溶液喷洒到纤维表面，再经过干燥，得到改性纳米纤维，对纳米纤维的干燥方式为使用烘箱在35℃下进行烘干；
39.其中上述步骤三中，取重量份数分别为850份的粗骨料、600份的细骨料、350份的水泥、120份的微硅粉、65份的石英砂，25份的重质碳酸钙粉和55份的改性纳米纤维混合均匀，得到原料混合物，原料混合方式为使用混料机在转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合45min；
40.其中上述步骤四中，将原料混合物加入110份的水和30份的壳聚糖液混合，然后再
加入10份的减水剂和10份的乙醇，再进行搅拌混合，制得含改性纳米纤维的混凝土。
41.通过采用上述技术方案，首先通过对纳米纤维改性，利于搅拌时提高纳米纤维在混凝土内的分散性，可减少纳米纤维的结团现象，提高混凝土的性能，然后在纳米纤维分散好后，通过添加乙醇，可去除纳米纤维表面的防水膜，便于纳米纤维与混凝土之间结合，进而提高纳米纤维对混凝土的拉力，提高混凝土的延性。
42.实施例3
43.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土，配方包括：粗骨料、细骨料、水泥、微硅粉、水、石英砂、重质碳酸钙粉、减水剂、改性纤维、壳聚糖液和乙醇，各组分的重量份数分别是：粗骨料900份、细骨料650份、水泥400份、微硅粉135份、水120份、石英砂80份、重质碳酸钙粉30份、减水剂12份、改性纳米纤维60份、壳聚糖液35份和乙醇12份。
44.改性纳米纤维包括重量份数为45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维。
45.改性纳米纤维还包括重量份数为50份的防水膜，所述防水膜包括重量份数为10份的胶粉和40份的漆酚，胶粉为废弃橡胶粉。
46.一种含改性纳米纤维材料的特种混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一，材料制备；步骤二，改性纤维制备；步骤三，原料混合；步骤四，混凝土制备；
47.其中上述步骤一中，将重量份数分别为10份的胶粉和40份的漆酚搅拌混合，制成均匀的乳胶状态的防水膜溶液，然后将制备好的防水膜溶液保存在喷壶内；
48.其中上述步骤二中，将45份的玄武岩纳米纤维和55份的丝瓜络纳米纤维浸泡在水中2h，然后取出沥干，然后通过喷壶将防水膜溶液喷洒到纤维表面，再经过干燥，得到改性纳米纤维，对纳米纤维的干燥方式为使用烘箱在45℃下进行烘干；
49.其中上述步骤三中，取重量份数分别为900份的粗骨料、650份的细骨料、400份的水泥、135份的微硅粉、80份的石英砂，30份的重质碳酸钙粉和60份的改性纳米纤维混合均匀，得到原料混合物，原料混合方式为使用混料机在转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合45min；
50.其中上述步骤四中，将原料混合物加入120份的水和35份的壳聚糖液混合，然后再加入12份的减水剂和12份的乙醇，再进行搅拌混合，制得含改性纳米纤维的混凝土。
51.基于上述，各组分性质如下表所示：
[0052][0053]
通过采用上述技术方案，玄武岩纳米纤维既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，通过玄武岩纤维的使用，适用于混凝土的碱性和高温环境中，可容易与混凝土基体结合，可提高混凝土的抗压缩强度、剪切强度，利于混凝土的延性，实用性高；而丝瓜络纳米纤维具有体轻、质韧且孔隙结构发达的优点，通过丝瓜络纳米纤维的使用，能够很好的与混凝土基体结
合，与玄武岩纳米纤维共同使用，进一步提高了混凝土的韧性和延性；
[0054]
通过将防水膜包裹在纳米纤维上，可降低改性纳米纤维的表面摩擦力，便于后期搅拌提高改性纳米纤维在混凝土中的分散性，并通过乙醇的使用，使得防水膜被分解，利于分散好的改性纳米纤维和混凝土很好的结合，进一步提高混凝土使用时的抗压缩强度和剪切强度；
[0055]
通过壳聚糖液的使用，壳聚糖具有较强的吸附能力，便于与混凝土结合，壳聚糖在碱性条件下，壳聚糖由大分子水解成小分子壳聚糖，小分子壳聚糖更好的渗透进混凝土中，同时原料中钙离子可促进小分子壳聚糖交联，形成三维网络，从而提升界面处理剂的力学性能，同时壳聚糖具有的溶解性与脱乙酰度，具有一定的黏度，更利于与混凝土结合，提高混凝土的性能，同时通过乙醇的使用，乙醇与壳聚糖结合，可延缓壳聚糖溶液黏度降低，进一步提高与混凝土结合效果，进一步提高实用性。
[0056]
通过该制备方法的使用，首先通过对纳米纤维改性，利于搅拌时提高纳米纤维在混凝土内的分散性，可减少纳米纤维的结团现象，提高混凝土的性能，然后在纳米纤维分散好后，通过添加乙醇，可去除纳米纤维表面的防水膜，便于纳米纤维与混凝土之间结合，进而提高纳米纤维对混凝土的拉力，提高混凝土的延性。
[0057]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。