[发明专利]一种高强度改性合成纤维增强的活性粉末混凝土

说明书

本发明公开了一种高强度改性合成纤维增强的活性粉末混凝土，活性粉末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活性粉末混凝土中的含量为0.1kg/m³～100kg/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，活性粉末混凝土为以水泥和矿物掺合料等活性粉末材料、细骨料、外加剂、水为原料生产的混凝土。由于改性剂将Si、Si‑O、‑OH、‑COOH等极性基团接枝到合成纤维的表面，这些基团与活性粉末混凝土中的活性粉末矿物质发生作用和反应，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活性粉末混凝土。

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，传统混凝土强度较低，抗压强度通常为15-60MPa，抗折强度2-10MPa，这种混凝土脆性高，易开裂，因此大大限制了混凝土的应用。随着建筑行业的持续发展，工程对高强度高韧性混凝土的需求越来越迫切，因此科学家们开发了活性粉末混凝土。活性粉末混凝土是以水泥和矿物掺合料等活性粉末材料、细骨料、外加剂、水等原料混合而生产的混凝土。和传统混凝土相比，活性粉末混凝土除了保留了水泥、砂子(即细骨料)和水外，还添加了矿物掺合料等活性粉末以及外加剂。由于矿物掺合料和水泥可以形成更加密实的级配，因此活性粉末混凝土的密实度要远远高于传统混凝土，从而使得活性粉末混凝土具有更高的抗压强度(60-200MPa)和更高的抗折强度(10-30MPa)。

普通混凝土与活性粉末混凝土在成分和增强机理上，都有很大的差别，具体如下：

为了达到一个优化的级配条件，从配比上来讲，活性粉末混凝土中，水泥和活性粉末的用量比例，要远远高于传统混凝土，而水的用量却远远低于传统混凝土。这就导致了一个严重缺陷，就是活性粉末混凝土更易开裂，且韧性更低、更脆。因此，高含量的钢纤维和有机合成纤维通常会被使用，来提高活性粉末混凝土的韧性，减少混凝土的开裂。然而，钢纤维不但成本高，还易扎人、易生锈和腐蚀。传统合成纤维，成本较低、不扎人、也不会生锈和腐蚀，但是合成纤维强度低，与水泥的结合性差，因此增强效果普遍低于钢纤维。此外，增强活性粉末混凝土需要高含量的纤维，传统高含量的纤维分散比较困难，因此不得不采用特殊的搅拌方式，或减少纤维的用量。

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活性粉末混凝土。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活性粉末混凝土，活性粉末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活性粉末混凝土中的含量为0.1kg/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，所述活性粉末混凝土为以水泥和矿物掺合料等活性粉末材料、细骨料、外加剂、水为原料生产的混凝土。

进一步，所述高强度改性合成纤维在活性粉末混凝土中的含量为9kg/m³～40kg/m³。

进一步，所述活性粉末混凝土中，按质量份数计，水泥用量为1-1.2、矿物掺合料用量为0.2-0.4、细骨料用量为0.8-1.5、水灰比为0.1-0.25。

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。