[发明专利]一种高效特种纤维抗裂剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效特种纤维抗裂剂，属于建材外加剂技术领域。该抗裂剂的原料包括膨胀剂55‑70wt％、硫铝酸盐水泥5‑15wt％、硅灰5‑15wt％、双飞粉3‑11wt％、改性聚乙烯醇纤维0.1‑5wt％、减水剂1.5‑5wt％；改性聚乙烯醇纤维的原料包括聚乙烯醇纤维粉末50‑65wt％、氯乙烯纤维粉末20‑35wt％、甲基纤维素醚1.5‑5wt％、催化剂0.05‑0.2wt％、稳定剂3‑7wt％、硅烷偶联剂1‑5wt％。上述抗裂剂通过选用特殊的改性聚乙烯醇纤维，减少了混凝土的干燥收缩变形，促进了膨胀剂反应，提高膨胀率，增加膨胀能；改性聚乙烯醇纤维良好的极限抗拉强度可有效抑制混凝土开裂。该抗裂剂制备工艺简单，易于调节，便于工业化应用。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂领域，特别是特种纤维抗裂剂。

背景技术

随着我国基础设施建设的增强，大体积混凝土的使用越来越广泛，但大体积混凝土的开裂问题也越来越严重，导致整体结构强度、耐久性以及体积稳定性降低。因此，有效减少或防止大体积混凝土开裂是亟待解决的问题。造成混凝土的开裂的原因主要有两方面：一是混凝土水化硬化过程中的体积收缩造成的收缩变形，另一方面则是体积收缩会使内部拉应力增大，当内部拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，也会使混凝土开裂。

在混凝土中掺加一定量的膨胀剂对混凝土的收缩会有一定的补偿作用，纤维的抗裂性大、弹性模量高，而聚乙烯醇纤维的保湿率可达5％，高于其他合成纤维品种，聚氯乙烯纤维有良好的对酸、碱、氧化剂和还原剂等的稳定性，利用两种纤维的性能优势，并对纤维进行改性使其具有更优异的性能，加入混凝土后不仅可提高混凝土的抗拉强度和抗变形能力，增强混凝土的韧性，还能提高混凝土的保水性，减小干燥收缩变形，降低混凝土的开裂风险。

现有技术中，中国授权专利CN105948617A提供了一种抗裂、抗渗砂浆，其原料包括细骨料和纤维，纤维选用聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维和/或聚氯乙烯纤维。然而，该专利技术未对纤维在混凝土中的分散性进行优化，因为纤维在混凝土中分散性差、易团聚，影响混凝土整体性能。

又例如中国授权专利CN102936848A提供了一种聚乙烯醇纤维的改性方法及高抗裂性能的大体积混凝土，通过将聚乙烯醇纤维梳通整理后浸入纺丝油剂中，然后涂覆阳离子的防静电液，晾干、切断后制成短聚乙烯醇纤维，所用的纺丝油剂由丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷组成。然而，该专利技术没有对纤维与混凝土基体的粘结性能做过多改进。

又例如，中国专利申请CN113105179A提供了一种抗裂防水混凝土，其原料除含有水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、细石和减水剂以外，还含有纳米氮化硅改性聚氨酯复合纤维和弹性颗粒。纳米氮化硅改性聚氨酯复合纤维是将玻璃纤维浸泡在硅烷偶联剂中，在浸泡在熔融聚氨酯中制成前体复合纤维，将聚乙烯、马来酸酐、引发剂制成接枝聚乙烯颗粒，将前体复合纤维、接枝聚乙烯颗粒、浸润组分、纳米氮化硅混合后球磨挤出制成纳米氮化硅改性母料，最后熔融喷丝制成成品。然而，该专利技术同样也未对纤维与混凝土基体的粘结性能作过多改进。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种高效特种纤维抗裂剂及其制备方法，通过采用改性聚乙烯醇纤维，提高纤维的保水率，同时增加纤维的极限抗拉强度；制备工艺简便，易于调节。具体通过以下技术实现。

一种高效特种纤维抗裂剂，其原料包括膨胀剂55-70wt％、硫铝酸盐水泥5-15wt％、硅灰5-15wt％、双飞粉3-11wt％、改性聚乙烯醇纤维0.1-5wt％、减水剂1.5-5wt％；

所述改性聚乙烯醇纤维的原料包括聚乙烯醇纤维粉末50-65wt％、氯乙烯纤维粉末20-35wt％、甲基纤维素醚1.5-5wt％、催化剂0.05-0.2wt％、稳定剂3-7wt％、硅烷偶联剂1-5wt％；所述催化剂为水溶性的过硫酸盐与脂肪胺组成的体系催化剂，所述稳定剂为Ca-Zn复合稳定剂。