[發(fā)明專利]一種C170強(qiáng)度等級的超高強(qiáng)高性能纖維混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710702997.9
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107352912B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭山鎖;阮升;鄭淏;董方園;董立國;鄭捷;張藝欣;張曉輝;江夢帆;左河山;周炎;牛麗華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種C170強(qiáng)度等級的超高強(qiáng)高性能纖維混凝土，其特征在于，纖維混凝土包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料：

水泥497份、水74份、碎石1000份、細(xì)骨料760份、粉煤灰80份、稻殼灰75份、硅灰111份、減水劑14.4份、激發(fā)劑10份、纖維素纖維1.6份、羥基改性碳納米管分散液41份，氧化石墨烯分散液42份、消泡劑2.6份；

所述稻殼灰是由稻殼在650-800℃的溫度下經(jīng)過焚燒、使用球磨機(jī)研磨30-40min制得的灰粉色粉末，其二氧化硅含量為93.6％，粒徑為5-25μm，比表面積大于70m²/g；

所述纖維素纖維為UF500纖維素纖維，長度為2-3mm，直徑為15-20μm，抗拉強(qiáng)度≥900MPa，彈性模量≥8.5GPa，斷裂延伸率達(dá)到10％，比重為1.1g/cm³；

所述氧化石墨烯為粉末狀，純度≥98％，直徑10μm-20μm，其表面具有大量的含氧基團(tuán)，在水中具有較高的分散度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C170強(qiáng)度等級的超高強(qiáng)高性能纖維混凝土，其特征在于，所述水泥為P·Ⅰ62.5R硅酸鹽水泥，其與聚羧酸系減水劑相容性良好；

所述細(xì)骨料采用質(zhì)量比為8:2的質(zhì)地堅(jiān)硬的河砂和級配良好的優(yōu)質(zhì)石英砂，河砂細(xì)度模數(shù)為2.8-3.2，石英砂中二氧化硅含量不小于98％，粒徑為0.3-0.6mm，密度為2.62g/cm³；

所述碎石選擇級配良好、致密堅(jiān)硬、表面粗糙的玄武巖碎石，將連續(xù)粒級的5-10mm、10-16mm的碎石按照7:3的質(zhì)量比混合使用，母體巖石強(qiáng)度不低于250MPa，最大粒徑不超過16mm；

所述粉煤灰采用電廠優(yōu)質(zhì)Ⅰ級特細(xì)粉煤灰，需水量比不大于95％，比表面積應(yīng)大于600m²/kg；

所述硅灰中二氧化硅的質(zhì)量百分比不小于93％，火山灰活性指數(shù)大于95％，平均粒徑0.1-0.3μm，比表面積大于15m²/g；

所述減水劑為聚羧酸系高性能減水劑，固含量為20％，pH值為7-8，減水率在30％以上，7d、28d抗壓強(qiáng)度比不小于180％；

所述消泡劑采用美國瀚森AXILAT DF6352DD消泡劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C170強(qiáng)度等級的超高強(qiáng)高性能纖維混凝土，其特征在于，所述激發(fā)劑為有機(jī)-無機(jī)復(fù)合激發(fā)劑，按照下述質(zhì)量百分比計的原料復(fù)配而成：

98％的水玻璃，2％的三乙醇胺；

所述水玻璃溶液的模數(shù)為1.2，是由工業(yè)氫氧化鈉和市售的模數(shù)為3.4的水玻璃溶液配制而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C170強(qiáng)度等級的超高強(qiáng)高性能纖維混凝土，其特征在于，所述羥基改性碳納米管分散液是通過下述方法制得的：

1)配制濃度為2.0M的NaOH水溶液，稱取2份多壁碳納米管加入100份配制的NaOH水溶液中，超聲處理5min；將碳納米管分散液倒入高壓反應(yīng)釜，密封后180℃反應(yīng)120min；后冷卻至室溫，離心分離，加入去離子水稀釋并洗滌，除去清液；再超聲10min，攪拌，偏氯乙烯濾膜過濾，所得固態(tài)產(chǎn)物水洗至濾液為中性；40℃下干燥12h，得到表面含羥基含氧官能團(tuán)的改性多壁碳納米管；

2)稱取步驟1)中制備的表面含羥基含氧官能團(tuán)的改性多壁碳納米管、表面活性劑0.5份、消泡劑0.1份和去離子水98份，將表面活性劑、消泡劑和改性碳納米管依次分散到去離子水中，攪拌，使碳納米管被表面活性劑水溶液完全浸濕；超聲處理30min；之后對分散液進(jìn)行離心沉降；

3)將上層液體過300目濾布，得到碳納米管分散液1；將底部沉淀團(tuán)聚的碳納米管按照步驟2)再次進(jìn)行超聲60min，得到碳納米管分散液2，碳納米管分散液1和2中羥基改性多壁碳納米管在水中能夠均勻穩(wěn)定分散。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的C170強(qiáng)度等級的超高強(qiáng)高性能纖維混凝土，其特征在于，所述多壁碳納米管平均管徑為40-50nm，長度為10-20μm，純度≥98％；

所述表面活性劑為聚乙二醇辛基苯基醚，pH＝7.0，濁點(diǎn)63℃；

所述消泡劑為美國瀚森AXILAT DF6352DD消泡劑。