一種低收縮混凝土的制備方法與流程

本發明屬于混凝土，具體涉及一種低收縮混凝土的制備方法。

背景技術：

1、低收縮混凝土是一種具有較低收縮性能的混凝土，它能夠有效的減少混凝土在凝結和硬化過程中的體積收縮，減少裂縫的產生，具有較好的體積穩定性，保障混凝土結構的耐久性和安全性，廣泛應用于橋梁工程、超高層建筑等領域。

2、混凝土的收縮開裂與內部的水量息息相關，纖維具有較好的吸水保濕性能，其加入至混凝土中可以持續為混凝土內部提供水分，進而可以有效減緩混凝土內部的自干燥和自收縮問題，從而可以增強混凝土的體積穩定性，減少開裂性能。

3、對此，現有技術公開了以下方法：

4、cn115611582a公開了一種低收縮快凝早強混凝土及其制備方法，原料成分包括水、水泥、礦渣、中砂、碎石、減水劑、補強填料、混合纖維、聚乙烯醇、有機酸；其中，混合纖維包括椰子纖維、甲殼素纖維和聚丙烯短纖維中的兩種或多種；該方法具有降低早強混凝土的干燥收縮，提升早強混凝土的抗裂性能的效果；

5、但是，該專利制備混凝土的方法，是將復合纖維直接加入混凝土中，其會存在難以分散，與基質粘合性差的問題，從而降低了混凝土的抗折強度，并且強度性能不穩定，腐蝕后的混凝土強度性能大幅度下降，嚴重縮短了使用壽命。

6、cn114434595a公開了一種低收縮高強混凝土及其制備方法，具體公開了將水泥，粉煤灰，石英砂，納米氮化硼粉，脫硫石膏粉，金剛石型鈦白粉，沸石粉，偏硅酸鈉，硬脂酸鎂，輕質氧化鎂進行初級混合，氮化處理，高分子表面修飾，真空冷處理，后處理，降低了收縮性，增強了抗壓強度和抗折強度等強度性能；

7、但是該專利制得的混凝土，存在耐腐蝕性能差的缺陷。

8、可見，現有技術通過加入吸水性纖維制得的低收縮混凝土，存在以下缺陷：

9、1.纖維的分散性不好，與基質的粘合性差，制得的混凝土的強度低；

10、2.混凝土的耐腐蝕性能差。

技術實現思路

1、為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種低收縮混凝土的制備方法，收縮率低，強度性能高，并且耐腐蝕性能優異，

2、針對上述技術問題，本發明采取以下技術方案：

3、一種低收縮混凝土的制備方法，包括以下步驟：

4、1.制備改性椰子纖維

5、（1）初級化

6、將椰子纖維置于硝酸溶液中，升高溫度至70-74℃，在70-74℃下保溫攪拌35-43min，攪拌轉速為348-372rpm，保溫攪拌結束后，過濾干燥，制得氧化椰子纖維；將氧化椰子纖維置于乙醇溶液中，加入脂肪酸甲酯磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚，升溫至58-63℃進行攪拌，攪拌均勻后，制得初級椰子纖維；

7、所述椰子纖維的直徑為130-150nm，長度為0.2-0.4mm；

8、所述硝酸溶液的質量濃度為60-64%；

9、所述椰子纖維、硝酸溶液的質量比為9.5-10.6:70-82；

10、所述氧化椰子纖維、乙醇溶液、脂肪酸甲酯磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚的質量比為9.0-9.7:60-68:0.4-0.6:0.5-0.8；

11、所述乙醇溶液的質量濃度為50-55%；

12、（2）改性

13、將二苯基甲烷二異氰酸酯置于丙酮中，攪拌均勻后，加入初級椰子纖維，進行超聲處理，超聲時間為12-15min，超聲功率為92-97w，超聲頻率為38-43khz，超聲結束后，以0.6-0.8℃/min速率升溫至62-65℃，在62-65℃下反應3.0-3.5h，反應而結束后，經過濾洗滌干燥，制得改性椰子纖維；

14、所述二苯基甲烷二異氰酸酯、丙酮、初級椰子纖維的質量體積比為2.2-2.4g:310-330ml:1.42-1.46g。

15、2.制備改性玄武巖粉

16、將玄武巖粉置于密閉容器中，通入乙醇溶液，攪拌均勻后，加入α-烯烴磺酸鈉和十八烷基二甲基甜菜堿，再次攪拌均勻，然后滴加處理液，滴加速率為0.8-1.2g/min，滴加的同時進行攪拌，攪拌轉速為290-308rpm，滴加完畢后，以1.8-2.2℃/min速率升溫至71-74℃，控制壓力為1.3-1.5mpa，保溫反應4.8-5.2h，保溫反應結束后，經過濾洗滌干燥，制得氨化玄武巖粉；將氨化玄武巖粉置于二甲苯中，攪拌均勻后加入馬來酸酐，升溫至123-127℃進行攪拌反應，反應時間為13-15h，攪拌轉速為175-185rpm，攪拌反應結束后，經過濾洗滌干燥，制得改性玄武巖粉；

17、所述玄武巖粉的粒徑為105-115nm；

18、所述乙醇溶液的質量濃度為37-42%；

19、所述玄武巖粉、乙醇溶液、α-烯烴磺酸鈉、十八烷基二甲基甜菜堿和處理液的質量比為8.2-8.6:64-70:0.2-0.4:0.4-0.6:12.0-12.5；

20、所述處理液為35wt%乙醇溶液、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和三乙醇胺的混合液，所述35wt%乙醇溶液、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和三乙醇胺的質量比為10-12:0.7-0.9:0.3-0.5；

21、所述氨化玄武巖粉、二甲苯和馬來酸酐的質量體積比為5.0-5.4g:220-235ml:1.7-1.9g。

22、3.復合

23、將改性椰子纖維置于丙酮中，攪拌均勻后，加入改性玄武巖粉，在180-220rpm下攪拌23-27min，攪拌結束后，加入二月桂酸二丁基錫，升高溫度至63-67℃，攪拌反應9.8-10.2h，反應結束后經過濾洗滌，置于-25～-21℃下預冷干燥4.3-4.7h，再置于-42～-38℃下冷凍干燥7.8-8.2h，自然恢復至室溫，制得功能化復合料；

24、所述改性椰子纖維、丙酮、改性玄武巖粉與二月桂酸二丁基錫的質量體積比為2.0-2.2g:195-205ml:4.8-5.2g:0.22-0.24g。

25、4.混漿

26、將水泥、礦粉、粉煤灰混合，攪拌均勻，然后加入碎石、河砂和蛭石，再次攪拌均勻后，加入功能化復合料、聚羧酸減水劑、木質素磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚和去離子水，進行均質處理，均質時間為2.5-3.5min，均質壓力為2.8-3.1mpa，均質次數為3次，均質處理結束后，制得低收縮混凝土；

27、所述水泥為p·o42.5硅酸鹽水泥；

28、所述粉煤灰的粒徑為38-42μm；

29、所述碎石的粒徑為6.4-6.6mm；

30、所述河砂的粒徑為1.3-1.7mm；

31、所述蛭石的粒徑為5.4-5.6mm，密度為2.57-2.62g/cm3，二氧化硅的質量含量為40.3-41.2%；

32、所述水泥、礦粉、粉煤灰、碎石、河砂、蛭石，功能化復合料、聚羧酸減水劑、木質素磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚和去離子水的質量比為10.3-10.7:3.8-4.2:3.7-3.9:34-38:23-25:15-17:6.1-6.3:0.2-0.4:0.10-0.14:0.12-0.15:15.7-16.3。

33、與現有技術相比，本發明取得了以下有益效果：

34、1.本發明對椰子纖維先是進行氧化處理，然后置于脂肪酸甲酯磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚中進行分散，提高了椰子纖維的表面活化性能，增加了羥基活性基團，經過二異氰酸酯的改性步驟，使得初級椰子纖維與二異氰酸酯反應，得到了異氰酸酯基改性的椰子纖維；對玄武巖粉進行改性處理，其增加了玄武巖粉的分散性，并且在表面接枝了氨基基團，然后與馬來酸酐進行開環酰胺化反應，增強了玄武巖粉與其他成分的相容性，將改性后的玄武巖粉與改性后的椰子纖維進行復合，其中的氨基與異氰酸酯基團進行反應，制得的功能化復合料呈現較為穩定的網狀結構，并且玄武巖粉與椰子纖維結合力強，連接穩定，保證了功能化復合料的吸水潤濕性能，可以持續有效的為混凝土內部提供水分，保證了混凝土的低收縮性能，增強了強度性能，其結合其他技術手段制得的混凝土結構均勻，性質穩定，強度性能高且穩定，大大延長了使用周期；

35、2.采用本發明的方法制得的混凝土，按照gb/t50081-2019《混凝土物理力學性能試驗方法標準》，測得抗拉強度為87.7-89.5mpa，抗折強度為19.7-21.5mpa，劈裂抗拉強度為7.9-8.2mpa；

36、3.采用本發明的方法制得的混凝土，按照gb/t50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》，測得28d收縮率為0.00025-0.00029%；

37、4.采用本發明的方法制得的混凝土，置于30wt%的鹽酸溶液中靜置5d，取出后洗滌3次并干燥，然后置于30wt%的氯化鈉溶液中靜置5d，取出后洗滌3次并干燥，再次測得抗拉強度為82.9-85.6mpa，抗折強度為18.8-20.7mpa，劈裂抗拉強度為7.4-7.8mpa。