[发明专利]一种高强度改性合成纤维增强的高延性混凝土

说明书

本发明公开了一种高强度改性合成纤维增强的高延性混凝土，高延性混凝土中掺入了高强度改性合成纤维，高强度改性合成纤维在高延性混凝土中的含量为1.5kg/m³‑110kg/m³，高强度改性合成纤维由改性剂对合成树脂或合成纤维进行改性后得到，高延性混凝土由水泥、胶凝材料、集料、外加剂和纤维为原材料组成，按比例加水搅拌、成型的高韧性特种混凝土。由于改性剂将Si、Si‑O、‑OH、‑COOH等极性基团等极性基团接枝到合成纤维的表面，这些基团与高延性混凝土中的胶凝材料发生作用和反应，因此极大提高了纤维的强度、分散和与混凝土的粘结力。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及混凝土材料，具体涉及一种高强度改性合成纤维增强的高延性混凝土。

背景技术

传统混凝土是由水泥、砂子、石头、水，按比例混合后浇筑而成。然而，传统混凝土脆性高，易开裂，极限拉应变仅有0.01％左右。高延性混凝土主要是由水泥、胶凝材料、集料、外加剂和纤维等原材料组成，按一定比例加水搅拌、成型以后，具有高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力的特种混凝土。这种混凝土的极限拉应变可以高达1-3％，非常适合应用于旧房、桥梁的加固，极大提高了建筑的抗震性能和耐久性。高延性混凝土中的纤维为赋予混凝土高延展的性能起到了主要的作用。混凝土开裂后，纤维桥架在裂纹上，将混凝土紧紧连在一起，因此混凝土不再是脆性断裂，而是由纤维连接的韧性断裂。因此，纤维含量越高，纤维与混凝土的粘结力越强，纤维自身强度越高，纤维的桥架作用就越好，为混凝土提高的韧性就越多。然而，传统高延性混凝土用的合成纤维，如聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、超高分子量纤维、聚甲醛纤维等，都是有机纤维，由于未经过改性，他们与无机的混凝土粘结力较差。此外，有机的纤维在无机的胶凝材料中，分散性也很差，因此高含量的纤维就很难分散均匀。

普通混凝土与高延性混凝土在成分和增强机理上，都有很大的差别。普通混凝土的成分简单，主要由水泥、砂子、石子、水组成。高延性混凝土，成分复杂，除了水泥、砂子、水外，还有外加剂和胶凝材料。普通混凝土主要追求的是混凝土的抗压强度，而高延性混凝土追求的是混凝土的延展性。由于高延性混凝土的用水量与混凝土相似，但是由于高延性混凝土使用了大量减水剂，就还需要增稠剂对混凝土进行调整，以避免混凝土的离析现象发生。高延性混凝土除了使用粉煤灰、硅灰来调整混凝土级配外，还需要使用胶粉、聚合物乳液以及纤维来追求混凝土的延性，这些都是不普通混凝土所不需要的。具体如下：

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高强度改性合成纤维增强的高延性混凝土。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度改性合成纤维增强的高延性混凝土，高延性混凝土中掺入了高强度改性合成纤维，所述高强度改性合成纤维在高延性混凝土中的含量为1kg/m³-100kg/m³，所述高强度改性合成纤维由改性剂对合成树脂或合成纤维进行改性后得到，所述高延性混凝土由水泥、胶凝材料、集料、外加剂和纤维为原材料组成，按比例加水搅拌、成型的高韧性特种混凝土。

进一步，所述高强度改性合成纤维在高延性混凝土中的含量为15kg/m³～50kg/m³。

进一步，所述高延性混凝土中，按质量份数计，水泥用量为1-1.5、胶凝材料用量为0.1-0.3、集料用量为0.4-1、水灰比为0.2-0.5。

进一步，所述合成纤维的原料包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈纤维、聚酯、超高分子量聚乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯咪唑、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚酰亚胺中的一种或一种以上混合物。

进一步，所述改性合成纤维包括极性改性合成纤维、官能团接枝改性合成纤维、填料改性合成纤维和/或母粒改性合成纤维。