[发明专利]一种高抗裂大体积混凝土

说明书

本发明涉及一种高抗裂大体积混凝土。本发明在常规大体积混凝土配合比的基础上，引入体积掺量0.5‑4％的温升收缩型纤维，制备高抗裂大体积混凝土。温升收缩型纤维采用低熔点聚酯切片和改性剂作为原料，通过一定的挤出机温控程序，熔融共混挤出、牵引拉伸而成。选择有机醇与硅化物混合物作为改性剂，提高纤维的刚硬性和表面亲水性，有助于改善纤维在混凝土中的分散性和界面结合力，通过温度程序与二级牵伸工艺提高纤维的力学及热力学性能。温升收缩型纤维的热收缩温度与大体积混凝土内部水化温升温度范围相匹配，其在大体积混凝土内部受水化热激发而收缩，通过界面粘结对混凝土基体施加压应力，从而提高大体积混凝土抵抗温度应力开裂的能力。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高抗裂大体积混凝土。

背景技术

大体积混凝土由于内部水化温升引起的开裂是普遍存在和亟待解决的工程难题。大体积混凝土内部由于水化热累积，核心区温度普遍高达50℃以上，甚至最高可达80℃以上，内外温差引起体积变形不一致，加之水泥水化自收缩和干燥收缩，造成大体积混凝土的开裂风险较大。在大体积混凝土中引入纤维，是提高其抗裂性能的有效手段之一，但目前常用的纤维以及混凝土都属于热胀冷缩型材料，如聚丙烯PP纤维、聚酯PET纤维、聚乙烯醇PVA纤维等合成纤维，以及钢纤维等。混凝土温度升高膨胀时纤维随之膨胀，当混凝土温度降低收缩时纤维也收缩。以钢纤维为例，其热膨胀系数大于混凝土的热膨胀系数，随着温度的升高，钢纤维热胀伸长使界面胶凝浆体受到拉应力，导致界面区萌生微裂缝，降温阶段的冷缩效应加剧了裂缝的生长，最终在多场耦合作用下形成宏观裂缝。因此，这类热胀型纤维对大体积混凝土的控裂效果低于常温非大体积混凝土。

如果在大体积混凝土中引入一种可以随温度升高而收缩的纤维，利用大体积混凝土水化热激发该纤维收缩，利用纤维的收缩力对混凝土基体施加空间收紧的作用，不仅可以减小核心混凝土热膨胀量，而且还可以对基体施加三维的预压应力，从而提高大体积混凝土在水化温升阶段的抗裂性能。

纺织行业的有机合成纤维存在热收缩现象，原因是在纺丝加工过程中，为改善纤维的力学性能，提高纤维内分子的取向度，要经过拉伸过程，故而纤维内会残留一定的内应力。在一般情况下，纤维受玻璃态的约束，不会产生收缩现象。当纤维受热温度超过一定限度后，大分子间的约束力减弱，此时内应力得以显现并发挥作用，从而导致纤维的收缩。纺织面料中常用的收缩性纤维，由于力学性能低、易卷曲、分散性差，不适用于混凝土的制备。而且，大多合成纤维发生收缩的温度至少在80℃以上，而大体积混凝土内部水化热温度在50-80℃之间。因而，可以在大体积混凝土水化温升作用下发生热收缩、且能起到抗裂作用的纤维，目前未见有相关报道。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高抗裂大体积混凝土及关键材料，为了提高大体积混凝土的抗裂性能，制备一种具有热收缩功能、界面粘结性能优良、分散性好的纤维，为大体积混凝土的设计及工程应用提供新思路和新材料。在大体积混凝土内部因水化热产生大量热量堆积，内部温度升高激发温升收缩型纤维发生收缩，产生泊松效应，并且该纤维在表面具有亲水基团或者硅氧基团，可以与混凝土界面形成紧密结合，纤维发生收缩产生的收缩力可以更好的传递到混凝土基体当中，从而提高大体积混凝土的抗裂性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高抗裂大体积混凝土，包括占混凝土体积0.5-4％的温升收缩型纤维，所述的温升收缩型纤维的收缩温度为50-75℃。

进一步的，所述的温升收缩型纤维的收缩率≥1％。

进一步的，所述的温升收缩型纤维的制备方法包括以下步骤：

步骤1、将100重量份的低熔点聚酯切片、0.1-20重量份的改性剂混合得到原料；

步骤2、将步骤1得到的原料经真空干燥箱干燥后，投入双螺杆挤出机共混熔融挤出，然后经过二次牵引拉伸得到温升收缩型纤维；