【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土，具体为一种聚乙烯醇纤维增强混凝土及其制作方法。
技术介绍
1、混凝土是建筑、市政工程等领域最常用的原材料，随着建筑工程和基础设施的发展，人们开始对传统混凝土的性能有了更高的要求。普通混凝土虽然具有抗压强度高的优点，但抗拉强度低、易开裂等缺点逐渐凸显，在一些复杂受力和恶劣环境条件下，其耐久性和安全性也受到挑战；钢筋混凝土虽然可以避免普通混凝土的脆性增加，有效改善普通混凝土韧性差的问题，但开裂强度并没有得到提高，开裂后的混凝土使得钢筋失去保护而锈蚀，严重影响了钢筋混凝土结构的耐久性。
2、为了顺应行业的发展，人们开始尝试在混凝土中加入各种材料以提高结构的安全性、耐久性和抗震性，在这个过程中，纤维材料开始被引入。20世纪初，有研究人员尝试在混凝土中添加钢纤维，这是纤维增强混凝土的早期探索。钢纤维的加入在一定程度上提高了混凝土的抗拉强度和抗裂性，但由于当时对材料性能和加工工艺的理解有限，效果并不十分理想，加入钢纤维后的混凝土工作性和施工性能反而变差，并且钢纤维容易结团，影响混凝土的均匀性。
3、随着各种新型纤维材料不断涌现，除了钢纤维外，开始出现玻璃纤维、聚丙烯纤维等材料，不同纤维材料的性能特点和适用范围得到进一步探索。其中，聚乙烯醇纤维增强混凝土也得到了发展，聚乙烯醇纤维具有良好的粘结性和抗裂性，在一些需要高抗裂性能和韧性的结构中展现出良好的应用前景，但同时也出现了抗压强度低和韧性差的问题。
4、因此，现如今的混凝土仍然存在韧性差、抗压强度低和易开裂的缺点，导致施工后的混凝土存
5、为此，提出了一种聚乙烯醇纤维增强混凝土及其制作方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于设计一种聚乙烯醇纤维增强混凝土及其制作方法。本专利技术的合成原料包括复合水泥、复合骨料、聚乙烯醇纤维、改性减水剂、改性增强剂、自修复胶囊和去离子水。本专利技术首先将复合水泥和复合骨料相结合并控制搅拌时间来提高混凝土的抗压强度；接着加入制备的改性减水剂和改性增强剂来提高混凝土的抗折强度；然后通过制备自修复胶囊并与改性增强剂发生协同作用提高混凝土的密度和抗压强度；最后引入聚乙烯醇纤维与复合水泥发生协同作用来提高混凝土的劈裂抗拉强度，使得混凝土的耐久性提高。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术一方面提供了一种聚乙烯醇纤维增强混凝土，以重量份数计，聚乙烯醇纤维增强混凝土包括以下组分：
4、复合水泥：600-700份；去离子水：200份；复合骨料：150-190份；聚乙烯醇纤维：46-50份；改性减水剂：11-15份；改性增强剂：5-7份；自修复胶囊：3-7份；
5、复合水泥包括硅酸盐水泥、砂、硅灰和粉煤灰；
6、聚乙烯醇纤维包括聚乙烯醇切片和硅藻土；
7、改性减水剂包括木质素磺酸钙和苯乙烯；
8、改性增强剂包括纳米碳酸钙和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
9、自修复胶囊包括甲基丙烯酸甲酯和海藻酸钠。
10、优选的，复合骨料是由石灰岩颗粒和玄武岩颗粒混合而成的，石灰岩颗粒和玄武岩颗粒的重量份数比为3:2，石灰岩颗粒的粒径为15mm-19mm，玄武岩颗粒的粒径为6mm-8mm。
11、本专利技术另一方面提供了一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，制作方法为：
12、s1将600-700份复合水泥、150-190份复合骨料和150份去离子水进行搅拌混合，搅拌转速为800rpm，搅拌时间为50min-70min，得到水泥浆料；
13、s2将水泥浆料、11-15份改性减水剂、5-7份改性增强剂、3-7份自修复胶囊和50份去离子水放入搅拌机中，以1100rpm的转速搅拌70min-90min，得到混合浆料；
14、s3将46-50份聚乙烯醇纤维放入混合浆料中，以900rpm的转速继续搅拌50min-90min，得到混凝土浆料；
15、s4将混凝土浆料浇注到模具中，成型后在温度为24℃、湿度为60%的条件下进行喷水养护，7天后得到聚乙烯醇纤维增强混凝土。
16、优选的，s1中复合水泥的制备方法为：将硅酸盐水泥、砂、硅灰和粉煤灰按重量份数比放入研磨机中，以去离子水为介质，研磨2h-4h，干燥后得到复合水泥；重量份数比为6-10:6:2:1。
17、优选的，s2中改性减水剂的制备方法为：将5-9份木质素磺酸钙和20份去离子水放入三口烧瓶中，在80℃下搅拌30min形成溶液a；将1份苯乙烯溶于5份丙酮中，形成溶液b；将1份过硫酸钾溶于5份去离子水中，形成溶液c；将溶液b在加热搅拌过程中逐滴加入溶液a中，滴加的时间为20min，得到溶液d；接着将溶液c逐滴加入溶液d中，滴加时间为60min-80min，继续反应6h，得到溶液e；将溶液e进行离心洗涤干燥得到改性减水剂。
18、优选的，s2中改性增强剂的制备方法：将6-8份纳米碳酸钙和6份纳米二氧化钛进行混合，得到混合物a；将混合物a放入烘箱中，在60℃下干燥6h，得到混合物b；将1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶于6份乙醇中，得到混合物c；将混合物b缓慢加入到混合物c中，在60℃-80℃下搅拌90min，得到混合物d；将混合物d经过离心洗涤后，真空干燥12h，得到改性增强剂。
19、优选的，s2中自修复胶囊的制备方法为：将0.6份海藻酸钠溶于10份去离子水中，得到海藻酸钠水溶液；将1份氯化钙溶于15份去离子水中，得到氯化钙水溶液；将3-5份甲基丙烯酸甲酯在搅拌条件下缓慢加入到海藻酸钠水溶液中，搅拌的转速为500rpm，接着继续搅拌10min-20min，得到均匀乳液；利用注射器将均匀乳液逐滴加入到氯化钙水溶液中，接着在氯化钙水溶液中浸泡2h，得到微胶囊前体；用去离子水洗涤微胶囊前体，并通过离心收集微胶囊，干燥后得到自修复胶囊。
20、优选的，s3中聚乙烯醇纤维的制备方法为：将0.5份正硅酸乙酯溶解于5份乙醇中，得到稀释溶液；将8-10份研磨后的硅藻土分散在10份乙醇中，加入稀释溶液，在450rpm下搅拌50min，得到前体溶液；将前体溶液离心洗涤干燥后得到物质a；将6-8份聚乙烯醇切片溶于40份去离子水中，在95℃下搅拌3h，得到聚乙烯醇溶液；将聚乙烯醇溶液冷却至60℃，加入0.5份十二烷基硫酸钠、0.5份二烷基二硫代氨基甲酸锌和物质a，继续搅拌90min，得到纺丝液；将纺丝液经过过滤干燥后纺丝形成纤维，纺丝速度为30m/min，纤维直径为10μm-20μm；将纤维进行一次拉伸，一次拉伸的温度为150℃，一次拉伸的倍数为4倍，接着进行二次拉伸，二次拉伸的温度100℃，二次拉伸的倍数为2倍，切断后得到聚乙烯醇纤维。
21、优选的，聚乙烯醇切片的分子量为30000。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
23、1、本专利技术首先将复合水泥和复合骨料相结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇纤维增强混凝土，其特征在于：以重量份数计，所述聚乙烯醇纤维增强混凝土包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土，其特征在于：所述复合骨料是由石灰岩颗粒和玄武岩颗粒混合而成的，所述石灰岩颗粒和所述玄武岩颗粒的重量份数比为3:2，所述石灰岩颗粒的粒径为15mm-19mm，所述玄武岩颗粒的粒径为6mm-8mm。
3.一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：制作如权利要求1所述的聚乙烯醇纤维增强混凝土，所述制作方法为：
4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：S1中所述复合水泥的制备方法为：将硅酸盐水泥、砂、硅灰和粉煤灰按重量份数比放入研磨机中，以去离子水为介质，研磨2h-4h，干燥后得到所述复合水泥；所述重量份数比为6-10:6:2:1。
5.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：S2中所述改性减水剂的制备方法为：将5-9份木质素磺酸钙和20份去离子水放入三口烧瓶中，在80℃下搅拌30min形成溶液A；将1份苯乙烯溶于5份丙
6.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：S2中所述改性增强剂的制备方法：将6-8份纳米碳酸钙和6份纳米二氧化钛进行混合，得到混合物A；将所述混合物A放入烘箱中，在60℃下干燥6h，得到混合物B；将1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶于6份乙醇中，得到混合物C；将所述混合物B缓慢加入到所述混合物C中，在60℃-80℃下搅拌90min，得到混合物D；将所述混合物D经过离心洗涤后，真空干燥12h，得到所述改性增强剂。
7.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：S2中所述自修复胶囊的制备方法为：将0.6份海藻酸钠溶于10份去离子水中，得到海藻酸钠水溶液；将1份氯化钙溶于15份去离子水中，得到氯化钙水溶液；将3-5份甲基丙烯酸甲酯在搅拌条件下缓慢加入到所述海藻酸钠水溶液中，所述搅拌的转速为500rpm，接着继续搅拌10min-20min，得到均匀乳液；利用注射器将所述均匀乳液逐滴加入到所述氯化钙水溶液中，接着在所述氯化钙水溶液中浸泡2h，得到微胶囊前体；用去离子水洗涤所述微胶囊前体，并通过离心收集微胶囊，干燥后得到所述自修复胶囊。
8.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：S3中所述聚乙烯醇纤维的制备方法为：将0.5份正硅酸乙酯溶解于5份乙醇中，得到稀释溶液；将8-10份研磨后的硅藻土分散在10份乙醇中，加入所述稀释溶液，在450rpm下搅拌50min，得到前体溶液；将所述前体溶液离心洗涤干燥后得到物质A；将6-8份聚乙烯醇切片溶于40份去离子水中，在95℃下搅拌3h，得到聚乙烯醇溶液；将所述聚乙烯醇溶液冷却至60℃，加入0.5份十二烷基硫酸钠、0.5份二烷基二硫代氨基甲酸锌和所述物质A，继续搅拌90min，得到纺丝液；将所述纺丝液经过过滤干燥后纺丝形成纤维，纺丝速度为30m/min，所述纤维直径为10μm-20μm；将所述纤维进行一次拉伸，所述一次拉伸的温度为150℃，所述一次拉伸的倍数为4倍，接着进行二次拉伸，所述二次拉伸的温度100℃，所述二次拉伸的倍数为2倍，切断后得到所述聚乙烯醇纤维。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇纤维增强混凝土，其特征在于：以重量份数计，所述聚乙烯醇纤维增强混凝土包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土，其特征在于：所述复合骨料是由石灰岩颗粒和玄武岩颗粒混合而成的，所述石灰岩颗粒和所述玄武岩颗粒的重量份数比为3:2，所述石灰岩颗粒的粒径为15mm-19mm，所述玄武岩颗粒的粒径为6mm-8mm。
3.一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：制作如权利要求1所述的聚乙烯醇纤维增强混凝土，所述制作方法为：
4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：s1中所述复合水泥的制备方法为：将硅酸盐水泥、砂、硅灰和粉煤灰按重量份数比放入研磨机中，以去离子水为介质，研磨2h-4h，干燥后得到所述复合水泥；所述重量份数比为6-10:6:2:1。
5.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：s2中所述改性减水剂的制备方法为：将5-9份木质素磺酸钙和20份去离子水放入三口烧瓶中，在80℃下搅拌30min形成溶液a；将1份苯乙烯溶于5份丙酮中，形成溶液b；将1份过硫酸钾溶于5份去离子水中，形成溶液c；将所述溶液b在加热搅拌过程中逐滴加入所述溶液a中，滴加的时间为20min，得到溶液d；接着将所述溶液c逐滴加入所述溶液d中，滴加时间为60min-80min，继续反应6h，得到溶液e；将所述溶液e进行离心洗涤干燥得到所述改性减水剂。
6.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇纤维增强混凝土的制作方法，其特征在于：s2中所述改性增强剂的制备方法：将6-8份纳米碳酸钙和6份纳米二氧化钛进行混合，得到混合物a；将所述混合物a放入烘箱中，在60℃下干燥6h，得到混合物b；将1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓忠华，王先峰，黄佐明，丁晓峰，黄长翔，王巧艺，曾志慧，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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