[發(fā)明專利]一種碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710970340.0
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107721307A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭挺;劉志航;張衡;張星婕;李東東;朱友信;胡旭;劉潔;王蒙陽;郭雷;吳文昌;謝利濤;張明
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;D01F9/22;C04B111/34;C04B111/20
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管道技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料。

背景技術(shù)

隨著城市化的加劇、國家遠(yuǎn)距離輸水工程的建設(shè)，給排水管道在社會生活中發(fā)揮著越來越大的作用，常用的給排水管道有塑料管道、鑄鐵管道、鋼纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道等。塑料管道造價(jià)高，施工繁瑣，且會老化。鑄鐵管道耐腐蝕性差，對焊接工藝要求高。鋼纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道耐腐蝕性差，壓力能力及抗?jié)B性能不高。這些問題會導(dǎo)致給排水管道經(jīng)常性損壞和修補(bǔ)，且給水管道在輸水途中會發(fā)生外滲，造成水資源的浪費(fèi)；排污水管道中污水的滲出會造成周圍的環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料，無需加入縱向鋼筋和環(huán)向箍筋，直接將水泥混凝土、碳纖維和膨脹劑拌和均勻，澆筑模型并養(yǎng)護(hù)，便可作為壓力管道使用；該碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料可簡化壓力管道的施工工序，節(jié)省時(shí)間，并且由于沒有鋼筋的限制，壓力管道的澆筑更加密實(shí)，抗?jié)B性能更佳。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料，包括以下原料：水泥混凝土、碳纖維和膨脹劑。

優(yōu)選的，所述碳纖維占所述水泥混凝土的質(zhì)量百分比為0.17-1.36％。

優(yōu)選的，所述膨脹劑占所述水泥混凝土的質(zhì)量百分比為6-10％。

優(yōu)選的，所述水泥混凝土為強(qiáng)度等級為C30的混凝土。

優(yōu)選的，所述水泥混凝土包含有水泥、水、砂和石。

優(yōu)選的，所述水泥與水、砂和石的質(zhì)量比為381：169：615：1013。

優(yōu)選的，所述碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述碳纖維包含長度為4mm的碳纖維和/或長度為9mm的碳纖維。

優(yōu)選的，所述碳纖維包含長度為4mm的碳纖維和長度為9mm的碳纖維時(shí)，所述長度為4mm的碳纖維和長度為9mm的碳纖維的質(zhì)量比為7：4。

優(yōu)選的，所述膨脹劑為UEA膨脹劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料能夠減少水泥混凝土原有裂縫的數(shù)量和尺度，推遲裂縫的出現(xiàn)，增強(qiáng)水泥混凝土的力學(xué)性能和耐久性能，減少水泥混凝土的溫縮和干縮。

本發(fā)明的碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料中聚丙烯腈基碳纖維具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能，聚丙烯腈基碳纖維和水泥混凝土接觸時(shí)具有較大的濕潤面積，碳纖維能夠很好的與水泥混凝土形成緊密的接觸面，且碳纖維具有韌性和彈性恢復(fù)性能。

本發(fā)明的碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料中含兩種長度的碳纖維，兩種長度不同的碳纖維在其適宜配比下實(shí)現(xiàn)了碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料強(qiáng)度和密實(shí)度的最大化；無需加入縱向鋼筋和環(huán)向箍筋，直接將水泥混凝土、碳纖維和膨脹劑拌和均勻，澆筑模型并養(yǎng)護(hù)，具體養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T11837-2009《混凝土管用混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，便可作為壓力管道使用；該碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料可化簡化壓力管道的施工工序，節(jié)省時(shí)間，且由于沒有鋼筋的限制，壓力管道的澆筑更加密實(shí)，抗?jié)B性能更佳。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料的滲透系數(shù)；其中，橫坐標(biāo)為碳纖維體積百分比，單位為％；縱坐標(biāo)為滲透系數(shù)，單位為10^-5cm/h；A曲線為碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料在不同碳纖維體積百分比下的滲透系數(shù)，碳纖維含兩種長度；B曲線為碳纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道材料在不同碳纖維體積百分比下的滲透系數(shù)，碳纖維為一種長度；

圖2為鋼纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道的滲透系數(shù)；其中，橫坐標(biāo)為鋼纖維體積百分比，單位為％；縱坐標(biāo)為滲透系數(shù)，單位為10^-5cm/h。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1