[發(fā)明專利]超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)超高延性混凝土及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911126835.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN110776291A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余江滔;周新基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇韌強(qiáng)建筑科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B16/06
• 代理公司: 32100 南通市永通專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 葛雷

本發(fā)明公開了一種異形超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)超高延性混凝土，主要成分包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、減水劑、異形截面PE纖維和水；各組分的重量份：水泥500?800份、硅灰0?250份、粉煤灰500?800份、砂500?800份、減水劑5?40份、水180?350份、PE纖維10?20份；纖維的摻量為纖維混凝土總體積的1%~2%。本發(fā)明通過纖維實(shí)際應(yīng)用，提供一種解決現(xiàn)有技術(shù)中的混凝土高抗拉強(qiáng)度，高抗壓強(qiáng)度與高延性難以共存的技術(shù)難題，同時(shí)保證生產(chǎn)的高性能混凝土塌落度大于180mm且可泵送現(xiàn)澆。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超高分子量PE纖維增強(qiáng)超高延性混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

超高分子量PE纖維是由分子量在100萬~900萬的PE粉體所紡出的纖維，結(jié)晶度65%~85%，密度0.92~0.96g/cm3，是目前世界上比強(qiáng)度和比模量最高的纖維，與碳纖維（CF）、芳綸纖維（Kevlar）并稱“世界三大高科技纖維”。超高分子量PE纖維是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下聚合而成的超高分子量聚乙烯拉伸制成，其強(qiáng)度高達(dá)25cN/dtex及以上，最高已經(jīng)可以做到40cN/dtex，具有較好的耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐壓、抗凍、自潤滑、無毒、無污染、可回收利用、抗應(yīng)力開裂等優(yōu)良性能，在機(jī)械、化學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。其中抗應(yīng)力開裂性能好這一特性，在超高分子量PE纖維應(yīng)用中最為重要，它的抗應(yīng)力開裂能力為普通高密度PE纖維的200倍，交聯(lián)PE纖維的4倍，能滿足高強(qiáng)高延性混凝土對(duì)韌性的需求。

混凝土作為當(dāng)今世界上應(yīng)用最為廣泛的建筑材料，存在抗彎強(qiáng)度較低和脆性高的缺點(diǎn)，從而導(dǎo)致混凝土在使用中易產(chǎn)生裂縫甚至斷裂，嚴(yán)重影響建筑物或構(gòu)筑物的整體安全和使用壽命。現(xiàn)代建筑中大量存在的一些建筑結(jié)構(gòu)和部位，如高鐵高架橋、大跨度跨海和跨江大橋的橋面、伸縮縫以及超高層建筑關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處，由于其應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜苛刻，必須采用抗彎、抗拉強(qiáng)度及延性盡可能高的高強(qiáng)高延性混凝土材料。

超高性能混凝土（Ultra-high performance concrete UHPC）具有超過120MPa的抗壓強(qiáng)度以及5~10MPa的極限抗拉強(qiáng)度。發(fā)明專利ZL201510026894.6 采用直徑為0.12～0.22mm、長度為6～14mm，抗拉強(qiáng)度超過2000MPa的鋼纖維作為增韌材料，制備得到一種超高韌性混凝土，28天抗彎強(qiáng)度為20~40MPa，抗壓強(qiáng)度為120～180MPa。發(fā)明專利ZL201210566338.4采用聚丙烯腈纖維和鋼纖維作為增韌材料，制備得到一種高韌性混凝土，其28天最優(yōu)抗彎強(qiáng)度為8.6MPa。發(fā)明專利 201110323697.2 公開了一種混凝土及其制備方法。該混凝土包括膠凝材料、河沙、超塑化劑、水、鋼纖維及聚丙烯纖維。其28天抗折強(qiáng)度為 17.1～18.6Mpa，抗壓強(qiáng)度為132～143MPa。上述專利只注重強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度）指標(biāo)，采用普通圓形截面纖維增強(qiáng)混凝土，實(shí)則未有直接體現(xiàn)延性指標(biāo)(拉伸變形能力)的相關(guān)參數(shù)，仍屬于傳統(tǒng)領(lǐng)域的準(zhǔn)脆性混凝土。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超高分子量PE纖維增強(qiáng)的高延性混凝土，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的混凝土抗拉強(qiáng)度低、脆性大、控制裂縫的能力較差的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)超高延性混凝土，其特征在于：主要成分包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、減水劑、異形截面PE纖維和水；各組分的重量份：水泥500-800份、硅灰0-250份、粉煤灰500-800份、砂500-800份、減水劑5-40份、水180-350份、異形截面PE纖維10-20份；纖維的摻量為纖維混凝土總體積的1%~2%。