[發(fā)明專利]一種添加PVA纖維和石墨烯的高強(qiáng)度混凝土及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010770761.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN111777387A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武科;李國棟;趙嘉輝;陳榕;楊洪娜;郝冬雪;鄭楊;孫杰;韓宇聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);中國電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B14/02;C04B16/06
• 代理公司: 濟(jì)南格源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37306
• 代理人: 李曉光

本發(fā)明涉及一種添加PVA纖維和石墨烯的高強(qiáng)度混凝土及其制備方法，高強(qiáng)度混凝土包括：PVA纖維、石墨烯、水泥、水、沙子、碎石和減水劑。制備方法為：將PVA纖維和石墨烯倒入部分水中，混合均勻；將水泥倒入剩余水中，使用水泥攪拌機(jī)攪拌均勻；將PVA纖維和石墨烯的混合液倒入攪拌均勻的水泥中，然后加入減水劑，混合均勻，獲得混合液A；最后將碎石和沙子倒入混合液A中，充分?jǐn)嚢瑁@得高強(qiáng)度混凝土。本發(fā)明適用于建筑結(jié)構(gòu)的加固處理，可以顯著增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種添加PVA纖維和石墨烯的高強(qiáng)度混凝土及其制備方法，屬于混凝土制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)等領(lǐng)域都得到迅速發(fā)展，混凝土作為建筑中的主要材料，是全球范圍內(nèi)最通用、用量最大的建筑材料。但是混凝土自身存在著巨大問題，隨著使用年限的增長，普通混凝土結(jié)構(gòu)在復(fù)雜多變的服役環(huán)境下極易產(chǎn)生不同程度的開裂老化，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的承載能力下降，造成巨大的維護(hù)成本和環(huán)境壓力。因此急需一種新型高強(qiáng)度混凝土來代替普通混凝土，本發(fā)明通過在普通混凝土制備過程中加入PVA纖維和石墨烯，來達(dá)到增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的目的。

PVA是質(zhì)地清薄的有機(jī)高分子材料，可以與水泥砂漿形成纖維混凝土，能夠有效的填充混凝土裂隙，減少外部有害物質(zhì)的侵入，預(yù)防各種形式的混凝土開裂，同時(shí)，PVA纖維自身可以形成一層保護(hù)膜，對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成保護(hù)，減緩內(nèi)部諸如鋼筋的銹蝕，從根本上提高了混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí)在摻加PVA纖維的基礎(chǔ)上又摻加了石墨烯，石墨烯本身具有粒徑極小的特性，可以充分的填充混凝土裂隙，增加混凝土的密實(shí)度，另一方面石墨烯可以發(fā)生水化作用，與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣和水化硅酸鈣作用，形成一層致密的保護(hù)膜，可以顯著的提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度。通過摻加兩種不同摻加劑，從各個(gè)方面增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，從而提高混凝土強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供了一種添加PVA纖維和石墨烯的高強(qiáng)度混凝土及其制備方法，本發(fā)明適用于建筑結(jié)構(gòu)的加固處理，可以顯著增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)。本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種添加PVA纖維和石墨烯的高強(qiáng)度混凝土，包括以下組分：PVA纖維、石墨烯、水泥、水、沙子、碎石和減水劑；

優(yōu)選的，水泥、水、沙子、碎石和減水劑的種類比為1:0.3:1.2:2.8:0.01；

更優(yōu)選的，PVA纖維和石墨烯的重量比為20-25:1；更優(yōu)選的，水泥和PVA纖維的重量比為10-20:1。

更優(yōu)選的，所述水泥采用P·O42.5級(jí)水泥；碎石采用粒徑6mm～10mm碎石，減水劑采用聚羧酸系減水劑。

進(jìn)一步的，所述高強(qiáng)度混凝土的制備方法，具體步驟如下：

(3)將PVA纖維和石墨烯倒入部分水中，混合均勻；

(4)將水泥倒入剩余水中，使用水泥攪拌機(jī)攪拌均勻；

(3)將PVA纖維和石墨烯的混合液倒入步驟(2)攪拌均勻的水泥中，然后加入減水劑，混合均勻，獲得混合液A；

(4)最后將碎石和沙子倒入步驟(3)的混合液A中，充分?jǐn)嚢瑁@得高強(qiáng)度混凝土。

優(yōu)選的，所述水泥采用P·O42.5級(jí)水泥；碎石采用粒徑6mm～10mm碎石，減水劑采用聚羧酸系減水劑；步驟(1)和步驟(2)中水的比例為1:2。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)PVA纖維具有良好的力學(xué)性能和耐久性，不僅可以對(duì)混凝土中的縫隙進(jìn)行填充，有效的增加混凝土的密實(shí)度，另一方面還可以在結(jié)構(gòu)外部形成保護(hù)層，從而抵御外部有害粒子侵入混凝土內(nèi)部，防止內(nèi)部鋼筋等結(jié)構(gòu)的銹蝕。