一种高强度、抗冻融混凝土预制件及其制备方法技术

本申请涉及混凝土预制件的技术领域，具体公开了一种高强度、抗冻融混凝土预制件及其制备方法。一种高强度、抗冻融混凝土预制件包括如下重量分数的组分：改性纤维13

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、抗冻融混凝土预制件及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土预制件的
，更具体地说，它涉及一种高强度、抗冻融混凝土预制件及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土预制件是指在工厂中通过标准化、机械化生产方式加工生产的混凝土制品，因其相较于现浇混凝土具有更便利、制备效率高等的优势，而广泛应用在建筑、交通、水利领域。
[0003]抗冻融性能是混凝土预制件的性能标准之一，混凝土固化后存留在毛细孔中的自由水遇冷结晶，发生膨胀，当膨胀体积超出混凝土内部孔隙时，则会引起混凝土内部结构的破坏，导致混凝土开裂，即混凝土冻融破坏。
[0004]而为了降低抗冻融损伤，一般向混凝土预制件的成分中加入引气剂，增加混凝土内部气孔的密度，结晶的水进入气孔中，从而减小混凝土内部结构破坏的情况发生，但气孔的密度增加，降低了混凝土预制件的抗压强度。
[0005]相关技术中，存在一种混凝土预制件，其包括如下重量分数的组分：水泥787kg、粉煤灰119kg、石子597kg、沙子382kg、水317kg、减水剂1.85kg、碳素钢纤维156kg、端钩型钢纤维156kg、镀铜钢纤维156kg，以高掺合量的纤维增强混凝土预制件的抗压强度，其28天抗压强度达到73.6MPa。
[0006]针对上述相关技术，专利技术人发现，通过加入纤维可提高抗压强度，并在一定程度上提高混凝土预制件的抗冻融性能，但混凝土预制件的抗冻融性能较差，易造成冻融损伤，降低混凝土预制件的使用寿命。因此，研究出一种抗压强度高且抗冻融性能好的混凝土预制件具有十分重要意义。

技术实现思路

[0007]为了在保障混凝土预制件抗压强度高的基础上，提高混凝土预制件的抗冻融性能，本申请提供一种高强度、抗冻融的混凝土预制件及其制备方法。
[0008]本申请提供的一种高强度、抗冻融的混凝土预制件采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种一种高强度、抗冻融混凝土预制件，采用如下的技术方案：一种高强度、抗冻融混凝土预制件，包括如下重量分数的组分：改性纤维13
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17份；三元乙丙橡胶乳液4
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6份；硫化剂0.1
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0.15份；促进剂0.1
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0.2份；偶联剂0.03
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0.1份；粉煤灰0
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5份；
水泥40
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50份；砂50
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60份；石子10
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15份；水13
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17份；减水剂0.4
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0.8份；其中，所述改性纤维的制备方法为：向水性包埋壁材中加入乙二醇、纳米粉料，搅拌混合，得到混合物A；向混合物A中加入亲水纤维，浸渍、过滤去除滤液，干燥、固化，得到混合物B；向混合物B中加入交联剂，搅拌混合，过滤去除滤液，即得改性纤维。
[0009]通过采用上述技术方案，通过加入亲水纤维吸取并汇集混凝土预制件毛细孔中的水分，通过加入纳米粉料和乙二醇，可增强水性包埋壁材的韧性，通过水性包埋壁材包裹亲水纤维，缩减纤维上吸附的水的结晶膨胀体积，减小因膨胀体积较大造成冻融破坏的情况发生。且乙二醇可降低水的冰点，使水分子不易结晶膨胀，从根本上缩减结晶膨胀的体积。
[0010]而固化在水泥中的三元乙丙橡胶具有一定的弹性，通过发生形变容纳膨胀的结晶，减小因膨胀对混凝土内部结构的损坏，从而在替代气孔、保障混凝土预制件抗压强度的基础上，提高混凝土预制件的抗冻融性能；且固化后的三元乙丙橡胶具有防水性，赋予混凝土预制件良好的防水性能，减少外部的环境水浸入导致冻融破坏的情况发生。
[0011]对本申请制得的混凝土预制件进行性能检测，其失重5％时的冻融循环次数达到430次，防水等级达到5级，抗压强度最低为72.3MPa，表明本申请制得的为一种高强度、防水性好、抗冻融性能优异的混凝土预制件。
[0012]优选的，水性包埋壁材、乙二醇、纳米粉料的重量比为(5
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7):(1.46
‑
1.8):(0.5
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0.9)。
[0013]通过采用上述技术方案，将本申请制得的混凝土预制件进行性能测试，当水性包埋壁材、乙二醇、纳米粉料、亲水纤维的重量比处于上述范围内时，混凝土预制件的抗冻融性能较好，冻融循环次数达到445
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451次。
[0014]优选的，水性包埋壁材为明胶溶液和阿拉伯胶溶液的混合物。
[0015]通过采用上述技术方案，明胶具有良好的亲水性，在亲水纤维表面形成一层亲水层，保障亲水纤维对混凝土预制件毛细孔中自由水的吸附和汇集。同时通过阿拉伯胶和明胶的复配，提高了水性包埋壁材的韧性，包覆并削减自由水结晶过程的形变量，从而减少混凝土预制件内部的自由水因冻融循环，导致损坏混凝土预制件内部的情况，提高混凝土预制件的抗冻融性能。
[0016]优选的，水性包埋壁材与亲水纤维的重量比为(5
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7):1。
[0017]通过采用上述技术方案，对本申请制得的混凝土预制件进行性能检测，其冻融循环次数由分别提升至463
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466次，表明当水性包埋壁材与亲水纤维的重量比处于上述范围内时，浸渍效果更好，混凝土预制件的抗冻融性能更好。
[0018]优选的，在向包埋浸渍液中加入亲水纤维浸渍的过程中，浸渍具体步骤为：先将亲水纤维进行第一次浸渍，水性包埋壁材由浓度为20wt％的明胶溶液和浓度为10wt％的阿拉伯胶溶液，按重量比(2
‑
5):1混合得到；再将亲水纤维进行第二次浸渍，水性包埋壁材由浓度为40wt％的明胶溶液和浓度为20wt％的阿拉伯胶溶液，按重量比(1
‑
2):1混合得到。
[0019]通过采用上述技术方案，对本申请制得的混凝土预制件进行性能检测，其冻融循环次数最高达471次，表明亲水纤维在浓度先低后高的两个液体中浸渍，相较于单次浸渍，具有更好的浸渍效果，水性包埋壁材充分包裹亲水纤维，混凝土预制件的抗冻融性能更好。
[0020]优选的，在向水性包埋壁材中加入乙二醇、纳米粉料的过程中还加入有三乙醇胺、聚乙烯醇。
[0021]通过采用上述技术方案，将本申请制得的混凝土预制件进行性能检测，其抗冻融次数进一步提升至493次，混凝土预制件的抗冻融性能更佳。分析其原因可能在于，三乙醇胺作为一种小分子增塑剂，可深入水性包埋壁材得分子中，削弱氢键作用，提高水性包埋壁材固化成膜后的塑性，进而提高膜的强度；但同时三乙醇胺的加入会降低膜的拉伸强度和断裂伸长率，因此加入聚乙烯醇，聚乙烯醇含有小的分子链段，使得分子链段柔性较大，从而可提高膜的断裂伸长率，平衡由于三乙醇胺的引入造成的膜的断裂伸长率下降的问题，通过二者与水性包埋壁材的复配，提高水性包埋壁材的抗形变性能，包裹纤维而不易断裂，减少纤维上的水结晶膨胀。
[0022]优选的，三乙醇胺、聚乙烯醇的添加量与水性包埋壁材的重量比为(0.13
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度、抗冻融混凝土预制件，其特征在于，包括如下重量分数的组分：改性纤维 13
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17份；三元乙丙橡胶乳液 4
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6份；硫化剂 0.1
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0.15份；促进剂 0.1
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0.2份；偶联剂 0.03
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0.1份；粉煤灰 0
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5份；水泥 40
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50份；砂 50
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60份；石子 10
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15份；水 13
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17份；减水剂 0.4
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0.8份；其中，所述改性纤维的制备方法为：向水性包埋壁材中加入乙二醇、纳米粉料，搅拌混合，得到混合物A；向混合物A中加入亲水纤维，浸渍、过滤去除滤液，干燥、固化，得到混合物B；向混合物B中加入交联剂，搅拌混合，过滤去除滤液，即得改性纤维。2.根据权利要求1所述的一种高强度、抗冻融混凝土预制件，其特征在于：水性包埋壁材、乙二醇、纳米粉料的重量比为(5
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7):(1.46
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1.8):(0.5
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0.9)。3.根据权利要求1所述的一种高强度、抗冻融混凝土预制件，其特征在于：水性包埋壁材为明胶溶液和阿拉伯胶溶液的混合物。4.根据权利要求3所述的一种高强度、抗冻融混凝土预制件，其特征在于：水性包埋壁材与亲水纤维的重量比为(5
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7):1。5.根据权利要求4所述的一种高强度、抗冻融混凝土预制件，其特征在于：在向包埋浸渍液中加入亲水纤维浸渍的过程中，浸渍具体步骤为：先将亲水纤维进行第一次浸渍，水性包埋壁材由浓度为20wt%的明胶溶液和浓度为10wt%的阿拉伯胶溶液，按重量比(2
‑
5):1混合得到；再将亲水纤维进行第二次浸渍，水性包埋壁材由浓度为40wt%的明胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐乐，吕启彪，汪廷秀，姜玉鹏，
申请(专利权)人：上海住信住宅工业有限公司，
类型：发明
国别省市：