[发明专利]一种含有高聚物改性纤维的喷射混凝土

说明书

本发明涉及一种含有高聚物改性纤维的喷射混凝土，包括下列原料：水泥、硅灰、天然沸石岩粉、卵石、砂子、聚丙烯纤维、改性聚合物粗纤维、减水剂、粘结剂和水；其中，所述改性聚合物粗纤维是由聚丙烯‑聚乙二醇的嵌段聚合物制备而成，具有对水泥基体有优异的粘聚性；且改性的高聚物粗纤维在水泥基体中分布的均匀性也得到了提升，从而使得喷射混凝土的抗冲击强度、耐磨性能和保坍性能明显提升。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种含有高聚物改性纤维的喷射混凝土。

背景技术

喷射混凝土，是用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法。常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。喷射混凝土是将预先配好的水泥、砂、石子、水和一定数量的外加剂，装入喷射机，利用高压空气将其送到喷头和速凝剂混合后，以很高的速度喷向岩石或混凝土的表面而形成。

一般地，喷射混凝土中通常混有少量的钢纤维，其主要作用是增韧，以及防止混凝土长期承重或负载的过程中开裂。然而，钢纤维存在成本高和易腐蚀的缺陷，这限制了其在喷射混凝土中的大规模应用。鉴于此原因，大量学者开始研究可以替代钢纤维的高聚物粗纤维。聚丙烯作为其中具有代表性的高聚物粗纤维之一，具有分散、造价低、耐腐蚀等优点，且其具有的力学性质，如其抗弯韧性、疲劳特性以及冲击动载特性等，与钢纤维相差无几。有报道表明，添加了聚丙烯粗纤维的喷射混凝土，对于阻止喷射混凝土内部形成空腔夹层、防止喷射混凝土龟裂，以及提升喷射混凝土的抗渗性能与抗冻融性能等有积极效果。因此受到了广大制造商的青睐。

然而，聚丙烯粗纤维也有其不可避免的缺陷，主要在于，一方面，聚丙烯与混凝土中主要基体——水泥的相容性很差，这造成了聚丙烯粗纤维与水泥基体的界面粘聚性较弱，从而导致聚丙烯粗纤维易从原本嵌入在水泥基体中的状态中剥离出来，无法充分发挥其增韧作用；另一方面，相容性差还造成聚丙烯粗纤维易在水泥基体中分布不均，从而在含聚丙烯粗纤维较少的水泥基体部分，其承受高强度负载后，极易发生开裂的现象(刘卫东，改性聚丙烯纤维混凝土的工程性能研究，2009年博士学位论文)。以上造成了喷射混凝土的力学性能不理想的情况。

鉴于以上原因，需要重新设计一种喷射混凝土的配方，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的旨在提供一种喷射混凝土的配方，含有改性的高聚物粗纤维，具有对水泥基体有优异的粘聚性；且改性的高聚物粗纤维在水泥基体中分布的均匀性也得到了提升，从而克服了上述缺陷，使得喷射混凝土的抗冲击强度、耐磨性能和保坍性能明显提升。

本发明通过以下技术手段得以实现。

一种含有高聚物改性纤维的喷射混凝土，包括质量份数如下的原料：

其中，所述改性聚合物粗纤维是由聚丙烯-聚乙二醇的嵌段聚合物制备而成，所述聚乙二醇的链段由单甲醚封端。

进一步地，所述聚丙烯-聚乙二醇的嵌段聚合物具有以下化学通式：

其中，

m的取值范围为3000-8000的整数；

n的取值范围为5-10的整数。

进一步地，所述减水剂选自聚羧酸减水剂。

进一步地，所述粘结剂选自凹凸棒土或钾水玻璃。

进一步地，所述改性聚合物粗纤维的制备方法如下所述：

S1.将聚丙烯与浓硝酸共混，反应1-3h，然后倒入水中，过滤、干燥后，得到具有羧基封端的聚丙烯；

S2.将上述具有羧基封端的聚丙烯与聚乙二醇单甲醚混合，以甲苯为溶剂，用浓硫酸作为催化剂，回流下反应1-5h，然后浓缩溶剂并倒入水中，过滤、干燥后，得到聚丙烯-聚乙二醇的嵌段聚合物；