專利名稱：：一種混凝土抗裂纖維及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到一種混凝土抗裂纖維及其生產(chǎn)方法，屬于混凝土用抗裂纖維
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：混凝土在變硬過程中，體積會發(fā)生變化，水泥石會產(chǎn)生水化熱，由于構(gòu)件內(nèi)部和表面升溫和降溫速度不同，混凝土的收縮變形就不同，混凝土的收縮變形受到外界的約束時，就會產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，當收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。混凝土裂縫一直是困擾建筑界的一大難題?，F(xiàn)有的抗裂纖維一般是合成纖維，比如聚丙烯纖維等，也在一些道路與建筑工程中有所應(yīng)用，可起到一定阻裂作用，但這些合成纖維親水性能差，容易在新拌混凝土內(nèi)相互纏繞抱團，使混凝土變得粘稠，降低它的流動性，不利于現(xiàn)場施工，再就是價格偏貴，限制了它的使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種混凝土抗裂纖維及其生產(chǎn)方法，它可以大幅提高混凝土抗裂性能，顯著降低凍融循環(huán)強度損失、提高沖擊耗能以及彎曲疲勞強度。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種混凝土抗裂纖維，其特征在于，由長度為24003100iim、直徑為4060iim的漂白硫酸鹽針葉木漿纖維組成，吸水率為450-550%。進一步地，所述的漂白硫酸鹽針葉木漿纖維的抗拉強度為630700MPa、彈性模量為3.5-4.5GPa。本發(fā)明還提供了上述混凝土抗裂纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟為將漂白硫酸鹽針葉木漿板打漿疏解成一根根相互分開的纖維絲，打漿度為1520°SR，然后按固液重量比l:50加入堿液，在6080。C下，加熱攪拌60100min，以100目篩網(wǎng)濾出纖維，用清水清洗至中性后在105t:下烘干10min，最后依次通過噴霧裝置和干燥裝置，且干燥溫度與時間分別為105t:、30min，烘干后的纖維即為混凝土抗裂纖維。進一步地，堿液為氫氧化鈉或者氫氧化鉀溶液，濃度均為1530wt%。噴霧裝置中所用的噴霧液是濃度為0.2wt^的滲透劑PA-603溶液，噴霧液量為處理纖維重量的1%。本發(fā)明的這種抗裂纖維在纖維混凝土中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在下面三個方面第一，合成纖維一般吸水性能差，例如PAN纖維吸水率為1.5%，聚丙烯纖維基本不吸水，而這種抗裂纖維是親水性纖維，吸水率高達450_550%，所以能夠單絲均勻分布在混凝土中，無任何的結(jié)團，顯著提高混凝土的抗裂性能；第二，與合成纖維相比，這種抗裂纖維的優(yōu)良親水性能和滲透性能可使水泥水化產(chǎn)物沿纖維表面生長，表面黏附大量的水泥水化產(chǎn)物，大幅增強了纖維與混凝土之間的握裹力；第三，與普通聚丙烯纖維數(shù)量每0.9kg約0.3億根相比，這種抗裂纖維可高達30億根，纖維的根數(shù)越多，纖維在混凝土中的間距越小，混凝土的3早期抗裂性能也就越強。補充的一點是，合成纖維屬于石油化工產(chǎn)品，而這種新型抗裂纖維屬于綠色環(huán)保材料。具體實施例方式下面結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例1-3中的化學漿為漂白硫酸鹽針葉木漿，加拿大"北木"牌。噴霧液為滲透劑PA-603溶液，主要成分為烷基磷酸脂，由上海天壇助劑有限公司生產(chǎn)。實施例1—、抗裂纖維的生產(chǎn)方法將漂白硫酸鹽針葉木漿板打漿疏解成一根根相互分開的纖維絲，打漿度為15°SR，然后按固液重量比1:50加入濃度為30wt^的氫氧化鈉溶液，在8(TC下，加熱攪拌100min，以100目篩網(wǎng)濾出纖維，用清水清洗至中性后在105。C下烘干10min，最后依次通過噴霧和干燥裝置，噴霧裝置中所用的噴霧液是濃度為O.2wt^的滲透劑PA-603溶液，噴霧液量為處理纖維重量的1%，以及干燥溫度與時間分別為105t:、30min，烘干后得到長度為27003100iim、直徑為4060ym混凝土抗裂纖維。二、原料1、水泥42.5#普通硅酸鹽水泥(蘇州南新水泥有限公司)2、砂普通河砂，細度模數(shù)2.83、石子530mm連續(xù)級配碎石4、粉煤灰電廠生產(chǎn)的II級粉煤灰5、三種纖維主要性能參數(shù)見表1。表l三種纖維主要性能參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>三、纖維混凝土試件的制作1、配合比設(shè)計各參數(shù)見表2。表2纖維混凝土配合比kg/W<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2、拌和與制件生產(chǎn)纖維混凝土一般都使用強制式攪拌機，投料順序為先加入砂、石、纖維進行干拌，攪拌時間不少于2分鐘，然后加入水泥和水攪拌均勻，時間不少于2分鐘。然后將拌好的纖維混凝土灌注特制模具中，試件為600mmX600mmX20mm的平面薄板。四、三種纖維混凝土主要性能參數(shù)與同強度等級素混凝土的比較將PAN纖維、聚丙烯纖維和新型抗裂纖維所制作的纖維混凝土試件性能與同強度等級素混凝土試件性能對比，可知這三種纖維在抗裂性能及其它重要性能上的優(yōu)劣。試驗結(jié)果見表3。表3三種纖維混凝土主要性能參數(shù)與同強度等級素混凝土的比較項目性能變化PAN纖維混凝土聚丙烯纖維混凝土新型抗裂纖維混凝土收縮裂縫降低比例(％)66608528d收縮率降低比例(％)12101750次凍融循環(huán)強度損失損失比例(％)0.40.60.5沖擊耗能提高比例(％)587061彎曲疲勞強度提高比例(％)1086實施例2—、抗裂纖維的生產(chǎn)方法將漂白硫酸鹽針葉木漿板打漿疏解成一根根相互分開的纖維絲，打漿度為20°SR，然后按固液重量比1:50加入濃度為15wt^的氫氧化鉀溶液，在6(TC下，加熱攪拌60min，以100目篩網(wǎng)濾出纖維，用清水清洗至中性后在105。C下烘干10min，最后依次通過噴霧和干燥裝置，噴霧裝置中所用的噴霧液是濃度為O.2wt^的滲透劑PA-603溶液，噴霧液量為處理纖維重量的1%，以及干燥溫度與時間分別為105t:、30min，烘干后得到長度為24002800iim、直徑為4060ym混凝土抗裂纖維。二、原料1、水泥42.5#普通硅酸鹽水泥(蘇州南新水泥有限公司)2、砂普通河砂，細度模數(shù)2.83、石子530mm連續(xù)級配碎石4、粉煤灰電廠生產(chǎn)的II級粉煤灰5、三種纖維性能參數(shù)見表4。5表4三種纖維性能參數(shù)主要性能參數(shù)PAN纖維聚丙烯纖維新型抗裂纖維平均長度(mm)20192.6平均直徑(um)131545抗拉強度(MPa)850400630彈性模量(GPa)18.35.14.5吸水率(％)1.5不吸水450三、纖維混凝土試件的制作1、配合比設(shè)計各參數(shù)見表5。表5纖維混凝土配合比kg/m:水泥粉煤灰砂碎石水纖維3584048513811850.92、拌和與制件生產(chǎn)纖維混凝土一般都使用強制式攪拌機，投料順序為先加入砂、石、纖維進行干拌，攪拌時間不少于2分鐘，然后加入水泥和水攪拌均勻，時間不少于2分鐘。然后將拌好的纖維混凝土灌注特制模具中，試件為600mmX600mmX20mm的平面薄板。四、三種纖維混凝土主要性能參數(shù)與同強度等級素混凝土的比較將PAN纖維、聚丙烯纖維和新型抗裂纖維所制作的纖維混凝土試件性能與同強度等級素混凝土試件性能對比，可知這三種纖維在抗裂性能及其它重要性能上的優(yōu)劣。試驗結(jié)果見表6。表6三種纖維混凝土主要性能參數(shù)與同強度等級素混凝土的比較項目性能變化PAN纖維混凝土聚丙烯纖維混凝土新型抗裂纖維混凝土收縮裂縫降低比例(％)66607828d收縮率降低比例(％)12101650次凍融循環(huán)強度損失損失比例(％)0.40.60.56<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3—、抗裂纖維的生產(chǎn)方法將漂白硫酸鹽針葉木漿板打漿疏解成一根根相互分開的纖維絲，打漿度為17°SR，然后按固液重量比1:50加入濃度為18wt^的氫氧化鈉溶液，在8(TC下，加熱攪拌80min，以100目篩網(wǎng)濾出纖維，用清水清洗至中性后在105。C下烘干10min，最后依次通過噴霧和干燥裝置，噴霧裝置中所用的噴霧液是濃度為O.2wt^的滲透劑PA-603溶液，噴霧液量為處理纖維重量的1%，以及干燥溫度與時間分別為105t:、30min，烘干后得到長度為25003000iim、直徑為4060ym混凝土抗裂纖維。二、原茅斗1、水泥42.5#普通硅酸鹽水泥(蘇州南新水泥有限公司)2、砂普通河砂，細度模數(shù)2.83、石子530mm連續(xù)級配碎石4、粉煤灰電廠生產(chǎn)的II級粉煤灰5、三種纖維性能參數(shù)見表7。表7三種纖維性能參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>三、纖維混凝土試件的制作1、配合比設(shè)計各參數(shù)見表8。表8纖維混凝土配合比kg/m:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2、拌和與制件生產(chǎn)纖維混凝土一般都使用強制式攪拌機，投料順序為先加入砂、石、纖維進行干拌，攪拌時間不少于2分鐘，然后加入水泥和水攪拌均勻，時間不少于2分鐘。然后將拌好的纖維混凝土灌注特制模具中，試件為600mmX600mmX20mm的平面薄板。四、三種纖維混凝土主要性能參數(shù)與同強度等級素混凝土的比較將PAN纖維、聚丙烯纖維和新型抗裂纖維所制作的纖維混凝土試件性能與同強度等級素混凝土試件性能對比，可知這三種纖維在抗裂性能及其它重要性能上的優(yōu)劣。試驗結(jié)果見表9。表9三種纖維混凝土主要性能參數(shù)與同強度等級素混凝土的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求一種混凝土抗裂纖維，其特征在于，由長度為2400～3100μm、直徑為40～60μm的漂白硫酸鹽針葉木漿纖維組成，吸水率為450-550％。2.如權(quán)利要求1所述的混凝土抗裂纖維，其特征在于，所述的漂白硫酸鹽針葉木漿纖維的抗拉強度為630700MPa、彈性模量為3.5-4.5GPa。3.權(quán)利要求l所述的混凝土抗裂纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟為將漂白硫酸鹽針葉木漿板打漿疏解成一根根相互分開的纖維絲，打漿度為1520°SR，然后按固液重量比1:50加入堿液，在6080。C下，加熱攪拌60100min，以100目篩網(wǎng)濾出纖維，用清水清洗至中性后在105t:下烘干10min，最后依次通過噴霧裝置和干燥裝置，且干燥溫度與時間分別為105t:、30min，烘干后的纖維即為混凝土抗裂纖維。4.如權(quán)利要求3所述的混凝土抗裂纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，堿液為氫氧化鈉或者氫氧化鉀溶液，濃度均為1530wt%。5.如權(quán)利要求3所述的混凝土抗裂纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，噴霧裝置中所用的噴霧液是濃度為0.2wt%的滲透劑PA-603溶液，噴霧液量為處理纖維重量的1%。全文摘要本發(fā)明提供了一種新型混凝土抗裂纖維及其生產(chǎn)方法，屬于混凝土用抗裂纖維領(lǐng)域。所述混凝土抗裂纖維，其特征在于，由長度為2400～3100μm、直徑為40～60μm的漂白硫酸鹽針葉木漿纖維組成，且吸水率為450-550％。所述混凝土抗裂纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟為將漂白硫酸鹽針葉木漿板打漿疏解成一根根相互分開的纖維絲，打漿度為15～20°SR，然后按固液重量比1∶50加入堿液，在60～80℃下，加熱攪拌60～100min，以100目篩網(wǎng)濾出纖維，用清水清洗至中性后在105℃下烘干10min，最后依次通過噴霧和干燥裝置，噴霧裝置中所用的噴霧液是濃度為0.2wt％的滲透劑PA-603溶液，噴霧液量為處理纖維重量的1％，以及干燥溫度與時間分別為105℃、30min，烘干得到混凝土抗裂纖維。與其他合成纖維相比，這種抗裂纖維屬于親水性和綠色環(huán)保性纖維，不僅提高混凝土的抗裂性能，而且顯著降低凍融循環(huán)強度損失、提高沖擊耗能以及彎曲疲勞強度。文檔編號C04B16/00GK101723612SQ200910198389公開日2010年6月9日申請日期2009年11月6日優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日發(fā)明者劉攀,吳立群,賀磊申請人:中國海誠工程科技股份有限公司