一种抗裂的混凝土及其制备工艺的制作方法

本申请涉及混凝土领域，尤其是涉及一种抗裂的混凝土及其制备工艺。

背景技术：

1、目前房屋外墙大多采用钢筋混凝土结构，由于混凝土抗拉强度低，在荷载作用和温度收缩应力作用下，混凝土易产生温度收缩变形、墙体开裂，影响房屋的正常使用和防渗漏性能。常用的混凝土结构抗裂通过增加配筋量，增加配筋量可以增强混凝土结构抗裂能力和减小裂缝的宽度，但钢筋用量的增加，使得成本、造价提高。故而单一依靠钢筋用量来提升混凝土结构抗裂性并非最佳方案。

2、当前有在混凝土中加入纤维强化材料，如玻璃纤维，玻璃纤维的加入可以增强混凝土的拉伸强度和模量，同时可以防止混凝土在受到外力冲击时出现裂纹和破损，另一方面玻璃纤维的加入可以减少混凝土的收缩和膨胀，从而保持混凝土的稳定性。

3、但由于玻璃纤维与混凝土基材表面的结合强度弱于玻璃纤维自身抗拉断裂强度，添加有玻璃纤维与混凝土的开裂分离多是由其结合界面开始，并未将玻璃纤维对混凝土抗裂性能的增强完全发挥。当前一些建筑如储仓、配电所等建筑对墙体的抗裂性能要求较普通建筑墙体要求更高，故本申请人期望基于玻璃纤维强化的混凝土进一步提升，获得更高的抗裂性能，以配合配筋强化获得抗裂性能更好的墙体。

技术实现思路

1、为更高的抗裂性能的混凝土墙体，提供了一种抗裂的混凝土及其制备工艺。

2、本发明的第一个发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种抗裂的混凝土，包括以下质量份的原料：

4、水泥303～398份；

5、砂363～476份；

6、骨料636～830份；

7、水180～239份；

8、减水剂1.9～2.5份；

9、改性玻璃纤维61.3～72.4份；

10、砂粒径分布为0.02～2mm，

11、骨料配级为4～12cm；

12、所述改性玻璃表面由熔融半嵌入有粒径为15～16μm的烧结粒，所述烧结粒为陶瓷粉末、金属、金属氧化物的混合物；

13、改性玻璃纤维长4～5cm，本体直径为0.2±0.05mm。

14、通过采用上述技术方案，烧结粒通过熔融半嵌入的方式固定于改性玻璃纤维，在不损伤玻璃纤维本体情况下，使改性玻璃纤维在混凝土固化后与周边混凝土基材的结合力大为提升，

15、该改良方式有别与当前化学硅烷改性的玻璃纤维、化学刻蚀的玻璃纤维，其对混凝土抗裂性能的改良效果原高于化学硅烷改性的玻璃纤维，且无化学刻蚀的玻璃纤维本体强度降低而无增效的弊端；

16、故而本申请的混凝土受到高荷载时混凝土基材与玻璃纤维的结合面不易出现开裂分离，由此继而改良混凝土的抗裂性能。

17、可选的：所述烧结颗粒由陶瓷粉末混合铝粉、氢氧化铝烧结得到。

18、通过采用上述技术方案，金属的氢氧化物作为中间粘结剂，在烧结前辅助陶瓷粉末与金属粉末混合，且烧结过程中形成的金属氧化物在致密化过程中契合金属粉末的形状进行包覆，使得陶瓷粉末与金属粉末结合稳定；

19、而金属粉末的作用是吸热升温，促进烧结粒烧结嵌入玻璃纤维表面，保证烧结粒与玻璃纤维表面的结合强度；

20、首先氢氧化铝脱水后的氧化铝，在高温小烧结制备且可有效浸润结合铝粉，使烧结粒烧结熔融部分结合强度高，在烧结嵌入玻璃纤维时结合强度大；

21、铝较其他金属而言，对提升烧结粒受拉伸时的韧性增强更好，使所得的改性玻璃纤维较其他金属及金属氧化物制备得的改性玻璃纤维效果好。

22、可选的：所述烧结颗粒由陶瓷粉末混合铝粉和氢氧化铝凝胶溶液的混合物烧结得到。

23、通过采用上述技术方案，以氢氧化铝凝胶溶液混合铝粉和陶瓷粉末，可使两者混合更为均匀，氢氧化物作为烧结前的粘结剂作用效果更好，烧结粒质地更为结实，改性玻璃纤维表面嵌入后的结合强度更高，所得混凝土的抗裂性能更强。

24、可选的：烧结颗粒的制备方法如下：

25、将粒径为0.5～1μm的铝粉投入氢氧化铝凝胶溶液中混合均匀，再加入粒径为4～5μm的陶瓷粉末，混合均匀后加热至60℃，不断搅拌蒸发水分至物料含水量下降至42wt％，喷雾造粒得到烧结粒，干燥后再660℃下烧结至密度为1.86～1.89g/cm3的烧结物，再破碎得到烧结颗粒。

26、通过采用上述技术方案，混合均匀且造粒空隙大，烧结时孔隙分布亦更为均匀，烧结体更易破碎，破碎粉末细度分布集中，方便统一的破碎工作，筛分需求粒径的烧结粒获得率高。

27、可选的：铝粉、氢氧化铝、陶瓷粉末用量质量比为0.3:0.2:1。

28、通过采用上述技术方案，烧结粒的烧结嵌入强度大，所得混凝土的抗裂性能较佳。

29、可选的：改性玻璃纤维的制备方法如下：

30、将烧结粉末分散至乙醇水溶液中，喷雾挂附载初始玻璃纤维表面，而后在400～500℃下烧灼初始玻璃纤维表面，烧结粉末烧结半嵌入初始玻璃纤维表面，得到改性玻璃纤维。

31、通过采用上述技术方案，水对烧结粒的粘结性好，容易成浆，而乙醇易挥发，喷涂后可快速干燥，继而在玻璃纤维表面稳定挂附成粒，提高烧结嵌入的烧结粒数量，增强改性玻璃纤维与混凝土基料的结合强度，提升混凝土抗裂性能。

32、可选的：所述初始玻璃纤维表面先喷涂0.08mol/l的硫酸铜水溶液，再待380～400℃下烘干后进行喷挂浆雾。

33、通过采用上述技术方案，铜离子烧灼形成氧化物层，减低挂附时结合界面能，有利于烧结粒附着于玻璃纤维上，提升混凝土抗裂性能。

34、本发明的第二个发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

35、上述抗裂的混凝土制备工艺，包括以下步骤：

36、将水泥、砂、骨料、水、减水剂混合均匀后投入改性玻璃纤维再混合均匀。

37、通过采用上述技术方案，减少改性玻璃纤维在混凝土混合制备过程中的损伤，保留玻璃纤维对混凝土最大的抗裂性能提升。

38、综上所述，本申请至少具备以下有益效果：

39、烧结粒通过熔融半嵌入的方式固定于玻璃纤维表面，在不损伤玻璃纤维本体情况下改良玻璃纤维与周边混凝土基材的结合力，有别与当前化学硅烷改性的玻璃纤维、化学刻蚀的玻璃纤维，其对混凝土抗裂性能的改良效果原高于化学硅烷改性的玻璃纤维，且无化学刻蚀的玻璃纤维本体强度降低而无增效的弊端，使本申请的混凝土受到高荷载时混凝土基材与玻璃纤维的结合面不易出现开裂分离，由此继而改良混凝土的抗裂性能。

技术特征：

1.一种抗裂的混凝土，其特征在于，包括以下质量份的原料：

2.根据权利要求1所述的一种抗裂的混凝土，其特征在于，所述烧结颗粒由陶瓷粉末混合铝粉、氢氧化铝烧结得到。

3.根据权利要求1所述的一种抗裂的混凝土，其特征在于，所述烧结颗粒由陶瓷粉末混合铝粉和氢氧化铝凝胶溶液的混合物烧结得到。

4.根据权利要求1所述的一种抗裂的混凝土，其特征在于，烧结颗粒的制备方法如下：

5.根据权利要求4所述的一种抗裂的混凝土，其特征在于，铝粉、氢氧化铝、陶瓷粉末用量质量比为0.3:0.2:1。

6.根据权利要求4所述的一种抗裂的混凝土，其特征在于，改性玻璃纤维的制备方法如下：

7.根据权利要求5所述的一种抗裂的混凝土，其特征在于，所述初始玻璃纤维表面先喷涂0.08mol/l的硫酸铜水溶液，再待380~400℃下烘干后进行喷挂浆雾。

8.权利要求1~7任一项所述抗裂的混凝土制备工艺，其特征在于：包括以下步骤

技术总结
本申请公开了一种抗裂的混凝土及其制备工艺，混凝土包括以下质量份的原料：水泥303~398份；砂363~476份；骨料636~830份；水180~239份；减水剂1.9~2.5份；改性玻璃纤维61.3~72.4份；烧结粒通过熔融半嵌入的方式固定于玻璃纤维表面，在不损伤玻璃纤维本体情况下改良玻璃纤维与周边混凝土基材的结合力，有别与当前化学硅烷改性的玻璃纤维、化学刻蚀的玻璃纤维，其对混凝土抗裂性能的改良效果原高于化学硅烷改性的玻璃纤维，且无化学刻蚀的玻璃纤维本体强度降低而无增效的弊端，使本申请的混凝土受到高荷载时混凝土基材与玻璃纤维的结合面不易出现开裂分离，由此继而改良混凝土的抗裂性能。

技术研发人员：毛增辉,何国光,苗益
受保护的技术使用者：浙江广盛环境建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6