[發(fā)明專利]高樁碼頭面板水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610003558.4
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105645875B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宗民;江潤東;毛繼澤;趙昆璞;張健
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種改性混凝土，本發(fā)明也涉及一種改性混凝土的制備方法。具體地說是一種適用于高樁碼頭面板的水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土及制備方法。

背景技術(shù)

隨著沿海城市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，海上貨運(yùn)已經(jīng)成為一種必不可少的交通運(yùn)輸方式。從而，碼頭的興建也越來越多，其中高樁碼頭被廣泛應(yīng)用。碼頭面板是高樁碼頭結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分，碼頭面板的耐久性直接影響整個高樁碼頭的耐久性。同時，碼頭面板受損維修耽誤碼頭的使用，會影響實(shí)際的使用效益，因此碼頭面板材料的選擇是十分重要的。普通混凝土碼頭面板往往因氯離子侵蝕，冰凍和碳化而受損傷。這些損傷雖然最初是淺表面的，隨著時間的推移，他們會延伸至內(nèi)層結(jié)構(gòu)材料，引起鋼筋腐蝕，威脅整座碼頭的壽命。因此要求人們開發(fā)出耐久性更長的碼頭面板材料。

目前國內(nèi)外已經(jīng)有許多關(guān)于碼頭梁板碳纖維聚合物改性混凝土的研究，并有對于該技術(shù)研究和分析的文獻(xiàn)報(bào)道：如“聚合物鋼纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理分析”(羅立峰,周建春,黃培彥.《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》2002,19:46-50.)中，采用的聚合物鋼纖維改性混凝土是添加丁苯乳膠制備而成的；“聚丙烯纖維復(fù)合膠粉改性混凝土的抗凍性能”(伏利鵬.《混凝土與水泥制品》，2014,11:49-51.)中，提到的聚合物纖維改性混凝土是摻入聚丙烯纖維和醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳膠粉進(jìn)行改性處理的；“鋼纖維聚合物水泥混凝土物理力學(xué)性能研究”(趙翔.重慶交通大學(xué),2013.)，通過在混凝土中摻加鋼纖維與丁苯乳液的方法獲取高性能的水泥混凝土，這種鋼纖維聚合物高性能混凝土具有抗拉強(qiáng)度高、變形能力好、耐久性與抗侵蝕能力好、具有良好的粘結(jié)性能等特點(diǎn)。這種混凝土是通過添加鋼纖維和丁苯乳液進(jìn)行改性處理的；“纖維增韌聚合物水泥混凝土的性能研究”(姚樹義.哈爾濱工業(yè)大學(xué),2011.)，通過添加聚乙烯醇纖維和鋼纖維來提高混凝土的強(qiáng)度、韌性和耐久性；通過添加丁苯膠乳來改善纖維與混凝土基體界面的粘聚性；公開號為CN1O301173OA(2013-04-03)的專利文件中公開的“一種纖維和聚合物復(fù)合增韌混凝土及其制備方法”中，混凝土基本原材料為粗集料、細(xì)集料、硅酸鹽水泥、粉煤灰、聚羧酸減水劑、聚乙烯醇纖維、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能有效地解決碼頭面板在復(fù)雜環(huán)境下容易受到腐蝕破壞的問題，大大減少在運(yùn)營過程中的修復(fù)費(fèi)用的高樁碼頭面板水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土。本發(fā)明的目的還在于提供一種高樁碼頭面板水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土的制備方法。

本發(fā)明的高樁碼頭面板水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土由硅酸鹽水泥、石子、中砂、粉煤灰、硅灰、萘系高效減水劑、水性聚氨酯、水以及碳纖維制成，其中硅酸鹽水泥、石子、中砂、粉煤灰、硅灰、萘系高效減水劑、水性聚氨酯、水的重量配比依次為：17.8％～19.9％、28.8％～30％、35.5％～39.3％、3.2％～3.5％、1.5％～1.8％、0.2％～0.25％、5.4％～7.2％、2％～3.65％，碳纖維體積摻量為0.1％～0.3％。

本發(fā)明的高樁碼頭面板水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土的制備方法為：

(1)將甲基纖維素加入80℃的水中，分散劑震蕩3min，靜置20min，再加入碳纖維，繼續(xù)震蕩至碳纖維完全分散；

(2)將步驟(1)的產(chǎn)物過濾，將碳纖維過濾出來進(jìn)行烘干；

(3)在常溫下，將干燥的石子和硅酸鹽水泥、中砂、粉煤灰、硅灰以及碳纖維投入到攪拌機(jī)中，攪拌3min，隨后加入水性聚氨酯乳液，再攪拌3min，接著加入水，攪拌2min，最后加入萘系高效減水劑，攪拌2min。

本發(fā)明針對高樁碼頭普通面板容易受到腐蝕破壞，強(qiáng)度低的問題，提供了一種添加水性聚氨酯和碳纖維的聚合物改性混凝土及制備方法。這種聚合物改性混凝土具有耐磨損，高強(qiáng)，耐久，抗氯離子滲透的優(yōu)點(diǎn)，從而防止混凝土的凍融破壞和鋼筋銹蝕破壞，使結(jié)構(gòu)的壽命得以延長，從而取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。可以有效地解決碼頭面板在復(fù)雜環(huán)境下容易受到腐蝕破壞的問題，大大減少了在運(yùn)營過程中的修復(fù)費(fèi)用。

本發(fā)明提供了高樁碼頭面板水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土，它可以運(yùn)用在對耐久性要求較高，或是修復(fù)比較困難，承受疲勞荷載的高樁碼頭面板結(jié)構(gòu)中。還可根據(jù)其特征運(yùn)用在海工結(jié)構(gòu)，高速公路，隧道，飛機(jī)跑道等混凝土工程。

本發(fā)明提供的水性聚氨酯碳纖維聚合物改性混凝土，與傳統(tǒng)的水泥混凝土相比具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：