[发明专利]一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法，所述混凝土包括水泥、粉煤灰、绿坡缕石、改性环氧树脂、聚乙烯醇纤维、PVA纤维、河沙、改性二氧化硅、高岭土、锰渣粉、减水剂、聚丙烯酸酯、二氧化硅、葡萄糖酸钠、三乙醇胺、三氧化二硼和纳米碳纤维。本发明利用改性纤维制备的超高性能抗裂抗冲击混凝土，可以提高混凝土抵抗应力的能力，从而阻止裂缝产生，改性后的纳米碳纤维提升了对外增加应力能量的吸收能力，提高整体混凝土对冲击能量的吸收，从而提高混凝土的抗冲击能力。

技术领域

本发明涉及混凝土建筑材料及其制备方法，具体涉及一种抗冲击的超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

超高性能混凝土(Ultra-HighPerformance Concrete)具有超高强度、高韧性和较好的耐久性等优异的特点。目前，已有不少学者针对不同组分对混凝土抗冲击性能的影响进行了一定的研究，包括不同掺量的钢纤维、混掺纤维和不同粗骨料对混凝土抗冲击性能的影响，并得到了相关的研究结果。例如，有人研究了不同钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响，结果表明长直纤维的作用效果优于端钩纤维，钢纤维优于有机纤维，同时粗骨料的种类也会对混凝土抗冲击性能产生正负影响。然而，超高性能混凝土内不含粗骨料，通过钢纤维提高抗冲击性能的方式需在混凝土内添加大量钢纤维，会提高成本以及超高性能混凝土的容重。

发明内容

针对上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗冲击的超高性能混凝土。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种抗冲击的超高性能混凝土，包括以下重量份的成分：

水泥320-360份、粉煤灰45-80份、绿坡缕石20-40份、改性环氧树脂3-6份、聚乙烯醇纤维4-8份、PVA纤维2-5份、河沙50-150份、改性二氧化硅10-30份、高岭土10-15份、锰渣粉22-44份、聚羧酸减水剂3-4份、水100-120份、聚丙烯酸酯10-20份、二氧化硅20-30份、葡萄糖酸钠0.05-0.1份、三乙醇胺10-15份、三氧化二硼2.3-12份和纳米碳纤维23.5-33.5份。

进一步的，所述改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂和呋喃基化合物溶解在无水有机溶剂中，于50℃～100℃和催化剂存在的条件下反应3h～10h，得到反应混合物，其中，所述环氧树脂为分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂，所述呋喃基化合物为分子中具有至少1个活泼氢原子的呋喃基化合物；以及除去所述反应混合物中的所述无水有机溶剂得到反应产物，将所述反应产物滴入有机沉淀剂中，析出并真空烘干得到改性环氧树脂。

进一步的，所述环氧树脂和所述呋喃基化合物中，所述活泼氢原子与所述环氧基的摩尔比为0.5-1：1。

进一步的，改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

步骤1、将二氧化硅与含氨烷基的三甲基硅氧烷加入到溶剂中，在碱催化下将氨烷基链接到二氧化硅表面；

步骤2、利用步骤1接枝的氨基与丙烯酸酯类功能化改性配合物迈克尔加成反应，制备得到一种在二氧化硅表面含有长碳链烷基及羟烷基结构的二氧化硅纳米颗粒。

进一步的，河沙的细度模数为2-3，含沙量＜2％，表观密度为2500kg/m³，松散堆积密度为1500kg/m³，紧密堆积密度1500kg/m³，含沙量0.2％。

进一步的，碎石的连续粒级为10-15mm。

上述抗冲击的超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将以下重量份的成分进行混合进行熔融处理再拉伸，得到改性纤维，包括改性环氧树脂3-6份、聚丙烯酸酯10-20份、葡萄糖酸钠0.05-0.1份、三乙醇胺10-15份、三氧化二硼2.3-12份、聚乙烯醇纤维4-8份、PVA纤维2-5份、纳米碳纤维23.5-33.5份；