CN110482891B

CN110482891B - 一种抗裂混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN110482891B
Application number: CN201910817650.8A
Authority: CN
Inventors: 彭龙贵
Original assignee: Shaanxi Longbinlide New Material Technology Co ltd
Current assignee: Nantong Biomaterial Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: CN110482891A

Abstract

本发明公开一种抗裂混凝土及其制备方法，包括抗裂剂和凝胶材料，以质量百分数计：抗裂剂的质量为凝胶材料质量的1％～10％；抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～90％，表面活性剂3％‑8％，其余为填料；所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维。本发明的抗裂混凝土抗裂性能好、耐久性好。

Description

一种抗裂混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代土木与建筑工程的要求越来越高，高性能混凝土被大量应用。高性能混凝土的核心是耐久性。耐久性不足，将会对工程建设产生极严重的后果。一般混凝土工程的使用年限约为50～100年。混凝土工程由于出现裂纹不能满足耐久性要求，裂纹出现的原因主要在于混凝土的干燥收缩、自收缩和冷缩。

1)干燥收缩

干燥收缩是由毛细水的损失而引起的硬化混凝土的收缩。这种收缩使拉应力增加，可使混凝土在未承受任何载荷之前便出现裂纹。所有水泥混凝土都会随着龄期增长产生干燥收缩或水化物体积的变化。

2)自收缩

自收缩是由自干燥或混凝土内部相对湿度降低引起的收缩，是混凝土在恒温绝湿条件下，由于水泥水化作用引起的混凝土宏观体积减少的现象。即未水化的水泥与水发生化学反应时，生成物的体积小于前两者总和的现象，从而出现裂纹。

3)冷缩

水泥水化过程中放出大量的热量，主要集中在前7天内，混凝土内部和表面的散热条件不同，因而使混凝土内部温度较外部高，形成较大温度差，当温度应力超过混凝土的内外约束应力时，产生冷缩裂缝。在大体积混凝土工程中，因散热降温引起的冷缩比干缩更容易引起开裂，而且冷缩和干缩常常是同时出现。在大体积混凝土工程中常常采取各种降温措施来降低温升的幅度，以减少冷缩，但是往往不能从根本上解决问题。

随着我国经济的飞速发展，以纤维增强体的树脂基复合材料得到了广泛使用。据中国复合材料工业协会年报道，全国每年产生的纤维增强体的树脂基复合材料边角料总量不少于150万吨、废弃物不少于600万吨，每年以10％以上的增速增长。传统上对这些材料的处理方法为焚烧或填埋，这给环境和企业发展带来了巨大的污染与压力。如何将纤维增强树脂基复合材料边角料和废弃物批量化、规模化、高值化应用，这既是一个经济问题，更是一个环境问题和社会问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗裂混凝土及其制备方法，本发明能够解决混凝土开裂的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种抗裂混凝土，包括抗裂剂和凝胶材料，以质量百分数计：

抗裂剂的质量为凝胶材料质量的1％～10％；

抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～90％，表面活性剂3％-8％，其余为填料；

所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维。

所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

所述表面活性剂为聚羧酸改性表面活性剂或密胺树脂改性表面活性剂。

所述填料采用粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物。

所述纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物。

所述聚合物复合纤维的长度为3mm～10mm。

所述抗裂混凝土28d的抗压强度为43.5～46.5Mpa，抗压比为103％～109％；所述抗裂混凝土7d的抗压比为97％～106％。

一种抗裂混凝土的制备方法，其过程如下：

将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到抗裂剂；

将所述抗裂剂加入凝胶材料中，拌和均匀，得到所述抗裂混凝土。

本发明具有如下有益效果：

本发明的抗裂混凝土中，包括抗裂剂和凝胶材料，以质量百分数计，抗裂剂的质量为凝胶材料质量的1％～10％；抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～90％，表面活性剂3％-8％，其余为填料；聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维，包裹的树脂能够阻止纤维增强体在一定条件下与凝胶材料中的水泥、外加剂、掺合剂这些碱物质进一步发生化学反应，从而不会导致凝胶材料结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。此外，聚合物复合纤维的比热容和水泥相近，热胀冷缩几乎同步进行，后期不易脱落，因此利于防止抗裂混凝土中因收缩不同步而产生裂纹，抗裂性能好，使得抗裂混凝土的耐久性好。表面活性剂能够使聚合物复合纤维在抗裂混凝土中均匀分散，从而使聚合物复合纤维在抗裂混凝土中起到支撑作用，并且不会影响抗裂混凝土的流动性和施工性能。填料在混凝土中具有化学作用和物理作用两个方面：化学作用是改善浆体与集料界面的粘结；物理作用主要是指填料颗粒的微集料效应和形态效应。由于填料的颗粒大多呈微珠，且粒径小于水泥，在混凝土中就更为突出的起到填充、润滑、解絮、分散水等的致密作用，这两方面的共同作用使混凝土的用水量减少，和易性改善，混凝土均匀密实，从而提高混凝土的强度和耐久性。本发明中聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，因此实现了废物再次利用，同时减轻了固体废弃物对环境的污染。

进一步的，由于当水泥水化后，由于离子间的范德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚，导致了砂浆产生絮凝结构。本发明的表面活性剂为阴离子表面活性剂，由于阴离子型表面活性剂的掺入，在砂浆中，表面活性剂中的负离子-SO-、-COO-就会在水泥粒子的正电荷Ca²⁺的作用下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层(Zeta电位)的离子分布，在表面形成扩散双电层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，使砂浆流动化。Zeta电位的绝对值越大，分散效果就越好。阴离子型表面活性剂的极性亲水基团定向吸附于水泥颗粒表面，多以氢键形式与水分子缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层稳定的水膜，阻止水泥颗粒间的直接接触，增加了水泥颗粒间的滑动能力，起到润滑作用，从而进一步提高浆体的流动性。水泥沙浆中的微小气泡，同样被表面活性剂的定向吸附极性基团所包裹，使气泡与气泡及气泡与水泥颗粒间也因同电性相斥而类似在水泥微粒间加入许多微珠，亦起到润滑作用，提高流动性，保证了抗裂混凝土的均匀性。

进一步的，填料采用粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物，因此填料的原料来源广泛，适合各个地方生产，能够减少成本。

进一步的，纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物，因此本发明能够解决废弃的纤维增强树脂基复合材料边角料和废弃物对环境的污染问题，资源浪费问题。

进一步的，聚合物复合纤维的长度为3mm～10mm，因此能够在混凝土中能更好的分散以及起到抗裂增强的作用。

本发明抗裂混凝土的制备方法，是将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到抗裂剂，再将抗裂剂加入凝胶材料中，拌和均匀，得到本发明抗裂混凝土，由此可以看出，其制备过程简便、可行。

附图说明

图1为本发明采用的分离解离装置的结构示意图；

图2为本发明采用的分离解离装置中内弧球面压盖、内螺旋线锥形筒体和锥形螺旋轴***示意图；

图3为本发明采用的分离解离装置中内螺旋线锥形筒体的结构示意图；

图4为本发明采用的分离解离装置中锥形螺旋轴的主视图；

图5为本发明采用的分离解离装置中锥形螺旋轴的左视图；

图6为本发明采用的分离解离装置中锥形螺旋轴的立体图；

图7为本发明采用的分离解离装置中内弧球面压盖的结构示意图；

图8为实施例1制备的短切聚合物复合纤维细粉料的激光显微图；

图9为实施例1制备的短切聚合物复合纤维细粉料的激光显微图；

图10为实施例1制备的短切聚合物复合纤维细粉料的扫面电镜图；

图11为实施例1制备的添加有抗裂剂的抗裂混凝土的扫面电镜图。

图中：1-设备基座；2-电动机；3-第一联轴器；4-齿轮减速机；5-第二联轴器；6-防松圆螺母；7-轴承压盖；8-轴承座；9-给料进料仓；10-锥形螺旋轴，10-1-第一凸台，10-1-1-过渡部，10-2-第二凸台，10-3-第一螺旋线；11-内螺旋线锥形筒体；11-1-第二螺旋线；12-内弧球面压盖，12-1-第三凸台，12-2-出料口；13-冷却水夹套；14-外包板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。

本发明的抗裂混凝土，包括抗裂剂和凝胶材料，以质量百分数计：

抗裂剂的质量为凝胶材料质量的1％～10％；

抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～90％，表面活性剂3％-8％，其余为填料；所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维。

作为本发明优选的实施方案，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

作为本发明优选的实施方案，所述表面活性剂为聚羧酸改性表面活性剂或密胺树脂改性表面活性剂。

作为本发明优选的实施方案，所述填料采用粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物。

作为本发明优选的实施方案，所述纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物。

作为本发明优选的实施方案，所述聚合物复合纤维的长度为3mm～10mm。

本发明抗裂剂的制备方法，其过程如下：

将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到所述抗裂剂，将抗裂剂加入凝胶材料中，拌和均匀，得到所述抗裂混凝土，混合、拌和方法均为普通物理混合方法。

参照图1，本发明聚合物复合纤维采用分离解离装置进行加工，该分离解离装置包括驱动装置、轴承座8、给料进料仓9、锥形螺旋轴10、内螺旋线锥形筒体11和内弧球面压盖12，锥形螺旋轴10的一端与驱动装置通过轴承座8相连，驱动装置能驱动锥形螺旋轴10转动，给料进料仓9的仓体上开设有进料口，给料进料仓9套于锥形螺旋轴10上，给料进料仓9的一端安装于轴承座8，内螺旋线锥形筒体11套于锥形螺旋轴10上，内螺旋线锥形筒体11的一端安装于给料进料仓9的另一端，内弧球面压盖12安装于内螺旋线锥形筒体11的另一端，锥形螺旋轴10伸出于内螺旋线锥形筒体11并伸入内弧球面压盖12中，内弧球面压盖12上设有出料口；内螺旋线锥形筒体11外部设有冷却装置，冷却装置可以采用冷却水夹套13。参见图2、图4～图6，锥形螺旋轴10上设有若干条凸起的第一螺旋线10-3，锥形螺旋轴10呈圆台形，锥形螺旋轴10与驱动装置连接的一端为大端，另一端为小端。参见图2和图3，内螺旋线锥形筒体11内腔的形状为圆台形，内螺旋线锥形筒体11与给料进料仓9安装的一端为大端，另一端为小端；内螺旋线锥形筒体11内表面设有若干凸起的第二螺旋线11-1；第二螺旋线11-1与第一螺旋线10-3之间留有间隙。参见图2、图4～图6，锥形螺旋轴10靠近内弧球面压盖12一端的端面上均布若干条第二凸台10-2。参见图2和图7，内弧球面压盖12靠近锥形螺旋轴10端部的内表面设置为与锥形螺旋轴10端部适配的内凹面，且在内凹面上均布有若干条第三凸台12-1，第二凸台10-2与第三凸台12-1之间留有预设间隙。

作为本发明优选的实施方案，内螺旋线锥形筒体11内腔锥度与锥形螺旋轴10锥度相同。

作为本发明优选的实施方案，参见图2，第二螺旋线11-1与第一螺旋线10-3的螺旋线旋向相反，这样使得剪切作用更好。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图4～图6，锥形螺旋轴10靠近内弧球面压盖12一端的第一螺旋线10-3逐渐过渡至与锥形螺旋轴10的轴线平行，并延伸至锥形螺旋轴10的端部。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图4～图6，在第一螺旋线10-3逐渐过渡至与锥形螺旋轴10的轴线平行部分，锥形螺旋轴10上在相邻的第一螺旋线10-3之间均布有与锥形螺旋轴10轴线平行的用于分流的第一凸台10-1，第一凸台10-1延伸至锥形螺旋轴10的端部。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图4～图6，第一凸台10-1在远离锥形螺旋轴10端部的一端设置一段光滑弧状的过渡部10-1-1，过渡部10-1-1呈一段螺旋状分布于锥形螺旋轴10上，过渡部10-1-1的旋向与第一螺旋线10-3的旋向相同。

作为本发明优选的实施方案，参见图4和图5，沿锥形螺旋轴10的轴线方向，若干条第一螺旋线10-3中，相邻两条第一螺旋线的起始点相差预设距离。

作为本发明优选的实施方案，所有第二凸台10-2的顶部位于同一球面上，所有第三凸台12-1的顶部位于同一球面上，第二凸台10-2顶部所在球面的半径与第三凸台12-1顶部所在球面的半径相同。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图5和图7，第二凸台10-2和第三凸台12-1均呈斜锥齿状分布。

作为本发明优选的实施方案，内弧球面压盖12与内螺旋线锥形筒体11之间设有垫片，所述垫片用于使锥形螺旋轴10端部与内弧球面压盖12之间的间隙。

作为本发明优选的实施方案，驱动装置包括电动机2、第一联轴器3、齿轮减速机4、第二联轴器5和防松圆螺母6，电动机1、齿轮减速机2、给料进料仓9分别安装在设备基座1上；电动机2的输出轴通过第一联轴器3与齿轮减速机4的输入轴联接，齿轮减速机4的输出轴通过第二联轴器5和防松圆螺母6与锥形螺旋轴10一端联接。轴承座8与轴承压盖7联结。

本发明分离解离装置的工作原理是：电动机2通过第一联轴器3将动力传给齿轮减速机4，由齿轮减速机4直联锥形螺旋轴10转动，纤维增强体的树脂基复合材料从给料进料仓9进入，纤维增强体的树脂基复合材料纤维增强体的树脂基复合材料在给料进料仓9内在锥形螺旋轴10的推动力下不停地被向前高压力推送并发生压缩，纤维增强体的树脂基复合材料在压缩向前进的同时，与内螺旋线锥形筒体11内壁处接触产生揉搓、剪切和分离效应的工作状态，纤维增强体的树脂基复合材料在受到轴向挤压力的同时，同步产生以轴向力方向为轴的法向剪切力，这两个力的共同作用使得具有脆性特征的树脂基体与具有韧性特征的纤维增强体之间的分离裂纹从两种材料的界面展开而由里到外延伸，最终将纤维增强体从基体中分离、解离出来，此时的纤维增强体上海包裹有至少一层树脂；本发明通过调节锥形螺杆轴的端部与内弧球面压盖球形之间的间隙大小调节被分离、解离的轴向长短。这与传统的粉碎机械装置靠碰撞或分离的无规受力而使基体与纤维两种材料同比例、同纬度、同粒径被粉碎的机理截然不同。

当需要调整产品细度时，在内弧球面压盖12与内螺旋线锥形筒体11之间增设垫片，进而调节锥形螺旋轴端部与内弧球面压盖球形面之间的间隙，间隙大时处理量大且纤维长度长，间隙小时粉处理量小且纤维长度短。

本发明聚合物复合纤维采用分离解离装置进行加工，锥形螺旋轴上设置若干条凸起的第一螺旋线，能够在锥形螺旋轴转动过程中推动玻璃钢原料前进，达到连续送料的目的；锥形螺旋轴呈圆台形，内螺旋线锥形筒体内腔的形状为圆台形，因此在锥形螺旋轴推动玻璃钢原料过程中，玻璃钢原料能够在锥形螺旋轴的推力作用下产生压缩；还由于内螺旋线锥形筒体内表面设有若干凸起的第二螺旋线；第二螺旋线与第一螺旋线之间留有间隙，因此玻璃钢原料在被压缩向前进的同时，与内螺旋线锥形筒体内壁处接触产生揉搓、剪切和分离效应的工作状态，玻璃钢原料在受到轴向挤压力的同时，同步产生以轴向力方向为轴的法向剪切力，这两个力的共同作用使得玻璃钢原料撕裂并实现解离，得到玻璃钢纤维表面包裹有至少一层树脂的聚合物复合纤维，锥形螺旋轴的端部与内弧球面压盖之间利用第二凸台与第三凸台能够对聚合物复合纤维进行研磨，使聚合物复合纤维达到预设细度；得到的预设细度的聚合物复合纤维从内弧球面压盖上的出料口被挤出。本发明通过在内螺旋线锥形筒体外部设有冷却装置，能够防止得到的聚合物复合纤维因加工时产生的高温而在次发生团聚成球。本发明玻璃钢分离解离装置结构简单，分离效果好，与传统的粉碎机械装置靠碰撞或分离的无规受力而使基体与纤维两种材料同比例、同纬度、同粒径被粉碎的机理截然不同。综上所述，本发明的玻璃钢分离解离装置能够解决玻璃钢回收制品与玻璃钢生产边角加工过程中的基体与纤维解离难题，实现了从玻璃钢中回收具有一定长度的有用的纤维结构的目的，加工得到的聚合物复合纤维能够用作添加剂，以提高基体的使用性能，因此本发明实现了玻璃钢回收制品与玻璃钢生产边角料的高值化回收与利用。

锥形螺旋轴靠近内弧球面压盖一端的第一螺旋线逐渐过渡至与锥形螺旋轴的轴线平行，并延伸至锥形螺旋轴的端部，该结构能够使锥形螺旋轴与内螺旋线锥形筒体对玻璃钢原料进行研磨，有利于得到预设细度粉料。由于第一螺旋线逐渐过渡至与锥形螺旋轴的轴线平行部分相对于其螺旋部分来说间距变大，不利于玻璃钢原料的均匀分布，进而使得最后得到的粉料细度无法保证，因此设置第一凸台，通过第一凸台对锥形螺旋轴和内螺旋线锥形筒体腔体中的料进行分流，使得玻璃钢原料分布均匀分配，保证研磨效果。第一凸台上设置一段光滑弧状的过渡部，过渡部呈一段螺旋状分布于锥形螺旋轴上，过渡部的旋向与第一螺旋线的旋向相同；该结构的过渡部能够进一步使得玻璃钢原料分布均匀分配，保证研磨效果。沿锥形螺旋轴的轴线方向，若干条第一螺旋线中，相邻两条第一螺旋线的起始点相差预设距离；由于玻璃钢原料在进行挤压、揉搓和剪切过程中，细度逐渐变小，因此整体体积逐渐缩小，通过相邻两条第一螺旋线的起始点相差预设距离能够弥补由于被加工原料的体积缩小导致锥形螺旋轴与内螺旋线锥形筒体之间的型腔填充不充分，导致挤压、揉搓、剪切效果不好的缺陷；同时也避免了刚开始加工时，由于第一螺旋线的螺旋部较密，细度较大的玻璃钢原料较多，易发生原料的堆积，进而难以进行有效的送料，导致局部缺料，影响加工效果。锥形螺旋轴上设置第二凸台，内弧球面压盖设置第三凸台，所有第二凸台的顶部位于同一球面上，所有第三凸台的顶部位于同一球面上，第二凸台顶部所在球面的半径与第三凸台顶部所在球面的半径相同；该结构既实现了锥形螺旋轴的端部与内弧球面压盖之间结构上的匹配，还通过第二凸台和第三凸台能够实现对被加工料的研磨，保证了研磨效果。第二凸台和第三凸台均呈斜锥齿状分布，该结构能够使被加工料在该部进行研磨时，研磨路径加长，进一步保证了研磨效果。内弧球面压盖与内螺旋线锥形筒体之间设有垫片，该垫片用于调节锥形螺旋轴端部与内弧球面压盖之间的间隙；通过调节该间隙，能够使得加工出的聚合物复合纤维的长度可调。

本发明聚合物复合纤维的加工过程包括：

驱动装置驱动锥形螺旋轴10转动，向给料进料仓9中加入纤维增强体的树脂基复合材料，转动的锥形螺旋轴10将纤维增强体的树脂基复合材料从给料进料仓9输送入内螺旋线锥形筒体11中，在内螺旋线锥形筒体11中，锥形螺旋轴10与内螺旋线锥形筒体11之间利用第一螺旋线10-3和第二螺旋线11-1对纤维增强体的树脂基复合材料反复进行挤压、揉搓、剪切和分离，使得纤维增强体的树脂基复合材料发生解离，得到聚合物复合纤维；锥形螺旋轴10的端部与内弧球面压盖12之间利用第二凸台10-2与第三凸台12-1对聚合物复合纤维进行研磨，使聚合物复合纤维达到预设细度；得到的聚合物复合纤维从内弧球面压盖12上的出料口被挤出。

由上述结果可以看出，本发明加工出的聚合物复合纤维中，纤维增强体表面会包裹有至少一层树脂。

本发明抗裂剂的制备方法优选为：将纤维增强体的树脂基复合材料的边角料先用颚式破碎机等进行初处理，使得材料的体积变小，然后再用分离解离装置进行细粉，纤维增强体的树脂基复合材料边角料可以为任何玻璃钢制品边角料。

本发明的抗裂混凝土中添加所述抗裂剂。

作为优选的实施方案，以质量百分数计，抗裂混凝土中，抗裂剂的添加量为凝胶材料质量的1％～10％。

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用玻璃钢制品边角料。

聚合物复合纤维初粉料的制备：纤维增强体的树脂基复合材料边角料的粉碎，将大块的纤维增强体的树脂基复合材料切割至小块，再放入破碎机中，得到的就是初步破碎的聚合物复合纤维；

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

参照图8，以实施例1中加工玻璃钢边角料为例，可以看出，经过本发明分离解离装置得到的聚合物复合纤维中，在纤维增强体(即玻璃纤维)的表面覆盖有至少有一层树脂。

参照图9，加工玻璃钢边角料可以看出，在图9左上角玻璃纤维表面有一层褶皱，这是玻璃纤维表面的热固性树脂未完全脱离玻璃纤维形成的。

参照图10，将玻璃钢边角料经过本发明分离解离装置得到的聚合物复合纤维加热到200℃，在玻璃纤维表面会形成坑洼，这是玻璃纤维表面的热固性树脂被烧蚀形成的。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、粉煤灰和聚羧酸改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有90％的聚合物复合纤维的细粉料、5％的粉煤灰和5％的聚羧酸改性表面活性剂。

以质量百分数计，将本实施例得到的抗裂剂按照混凝土凝胶材料质量的1％、5％和10％加入到凝胶材料中，混合均匀得到本实施例的抗裂混凝土，对得到的抗裂混凝土进行测试，测试所得结果如表1所示：

表1

由表1可以看出，随着抗裂剂添加量的增加，抗裂混凝土的抗压强度和抗裂性能均有所提升。

参照图11，实施例1中本发明的抗裂混凝土中，聚合物复合纤维分散均匀，能够使水泥水化产物晶型更加完整，结构更加紧密，力学性能得以提高。

实施例2

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用玻璃钢制品边角料。

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

本实施例中抗裂剂的制备：

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、矿粉和聚羧酸改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有60％的聚合物复合纤维的细粉料、32％的矿粉和8％的聚羧酸改性表面活性剂。

以质量百分数计，将本实施例得到的抗裂剂按照凝胶材料质量的1％、5％和10％加入到凝胶材料中，混合均匀得到本实施例的抗裂混凝土，对得到的抗裂混凝土进行测试，测试所得结果如表2所示：

表2

由表2可以看出，随着抗裂剂添加量的增加，抗裂混凝土的抗压强度和抗裂性能均有所提升。

实施例3

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用生产玻璃钢管道边角料。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、高岭土和密胺树脂改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有75％的聚合物复合纤维的细粉料、17％的高岭土和8％的密胺树脂改性表面活性剂。

以质量百分数计，将本实施例得到的抗裂剂按照凝胶材料质量的1％和10％加入到凝胶材料中，混合均匀得到本实施例的抗裂混凝土，对得到的抗裂混凝土进行测试，测试所得结果如表3所示：

表3

由表3可以看出，随着抗裂剂添加量的增加，抗裂混凝土的抗压强度和抗裂性能均有所提升。

实施例4

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用生产玻璃钢边角料。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、高岭土和密胺树脂改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有80％的聚合物复合纤维的细粉料、12％的高岭土和8％的表面活性剂。

以质量百分数计，将本实施例得到的抗裂剂按照凝胶材料质量的1％和10％加入到凝胶材料中，混合均匀得到本实施例的抗裂混凝土，对得到的抗裂混凝土进行测试，测试所得结果如表4所示：

表4

由表4可以看出，随着抗裂剂添加量的增加，抗裂混凝土的抗压强度和抗裂性能均有所提升。

实施例5

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用生产玻璃钢边角料。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、高岭土和密胺树脂改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有85％的聚合物复合纤维的细粉料、10％的高岭土和5％的表面活性剂。

以质量百分数计，将本实施例得到的抗裂剂按照凝胶材料质量的1％和10％加入到凝胶材料中，混合均匀得到本实施例的抗裂混凝土，对得到的抗裂混凝土进行测试，测试所得结果如表5所示：

表5

由表5可以看出，随着抗裂剂添加量的增加，抗裂混凝土的抗压强度和抗裂性能均有所提升。

综上所述，本发明的有益效果为：

1)本发明能够以废弃的聚合物复合纤维制品生产过程中产生的边角料废品为原料，实现了废物再次利用，同时减轻了固体废弃物对环境的污染。

2)本发明得到的聚合物复合纤维表面裹有至少一层树脂，为纤维增强体的后期使用提供了保护。

3)本发明采用的填料为可以为粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土、4A沸石等。原料来源广泛，适合各个地方生产，减少成本。

4)本发明所制备的聚合物复合纤维的细粉料可以替代聚丙烯纤维、木质素纤维以及岩棉在抗裂剂中的应用。

5)本发明所制备的抗裂剂可以有效提高混凝土的强度与粘粘性，减少水泥混凝土的用量，降低施工单位的成本。

6)本发明所用聚合物复合纤维的比热容和水泥相近，热胀冷缩几乎同步进行，后期不易脱落。

本发明提出的混凝土用抗裂剂，粘合力强、耐热、抗裂性能优异。在混凝土中添加聚合物复合纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，减少蠕变。在纤维增强体表面包裹有至少一层树脂，因此可以阻止玻璃纤维中特定成分在一定条件下与混凝土中的水泥、外加剂、掺合剂等中的碱物质进一步发生化学反应，从而不会导致抗裂混凝土结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。抗裂剂里面添加表面活性剂可以使聚合物复合纤维在抗裂混凝土中均匀分散，从而使聚合物复合纤维在抗裂混凝土中起到良好的支撑作用，并且不会影响抗裂混凝土的流动性，以及施工性能。

Claims

1.一种抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

将所述抗裂剂加入混凝土的凝胶材料中，拌和均匀，得到所述抗裂混凝土；

所述抗裂混凝土的组分包括抗裂剂和凝胶材料，以质量百分数计：

抗裂剂的质量为凝胶材料质量的1%~10%；

抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60%~90%，表面活性剂3%-8%，其余为填料；

所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维；

所述聚合物复合纤维采用分离解离装置进行加工，所述分离解离装置包括驱动装置、轴承座（8）、给料进料仓（9）、锥形螺旋轴（10）、内螺旋线锥形筒体（11）和内弧球面压盖（12），锥形螺旋轴（10）与驱动装置通过轴承座（8）相连，驱动装置能驱动锥形螺旋轴（10）转动，给料进料仓（9）套于锥形螺旋轴（10）上，给料进料仓（9）的一端安装于轴承座（8），内螺旋线锥形筒体（11）套于锥形螺旋轴（10）上，内螺旋线锥形筒体（11）的一端安装于给料进料仓（9）的另一端，内弧球面压盖（12）安装于内螺旋线锥形筒体（11）的另一端，锥形螺旋轴（10）伸出于内螺旋线锥形筒体（11）并伸入内弧球面压盖（12）中，内弧球面压盖（12）上设有出料口；内螺旋线锥形筒体（11）外部设有冷却装置；锥形螺旋轴（10）上设有若干条凸起的第一螺旋线（10-3），锥形螺旋轴（10）呈圆台形，锥形螺旋轴（10）与驱动装置相连的一端为大端，另一端为小端；内螺旋线锥形筒体（11）内腔的形状为圆台形，内螺旋线锥形筒体（11）与给料进料仓（9）安装的一端为大端，另一端为小端；内螺旋线锥形筒体（11）内表面设有若干凸起的第二螺旋线（11-1）；第二螺旋线（11-1）与第一螺旋线（10-3）之间留有间隙；锥形螺旋轴（10）靠近内弧球面压盖（12）一端的端面上均布若干条第二凸台（10-2），内弧球面压盖（12）靠近锥形螺旋轴（10）端部的内表面均布有若干条第三凸台（12-1），第二凸台（10-2）与第三凸台（12-1）之间留有预设间隙；

所述聚合物复合纤维的加工过程包括：

驱动装置驱动锥形螺旋轴（10）转动，向给料进料仓（9）中加入纤维增强体的树脂基复合材料，转动的锥形螺旋轴（10）将纤维增强体的树脂基复合材料从给料进料仓（9）输送入内螺旋线锥形筒体（11）中，在内螺旋线锥形筒体（11）中，锥形螺旋轴（10）与内螺旋线锥形筒体（11）之间利用第一螺旋线（10-3）和第二螺旋线（11-1）对纤维增强体的树脂基复合材料反复进行挤压、揉搓、剪切和分离，使得纤维增强体的树脂基复合材料发生解离，得到玻璃钢纤维表面包裹有至少一层树脂的聚合物复合纤维；锥形螺旋轴（10）的端部与内弧球面压盖（12）之间利用第二凸台（10-2）与第三凸台（12-1）对聚合物复合纤维进行研磨，使聚合物复合纤维达到预设细度；得到的预设细度的聚合物复合纤维从内弧球面压盖（12）上的出料口被挤出。

2.根据权利要求1所述的一种抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚羧酸改性表面活性剂或密胺树脂改性表面活性剂。

4.根据权利要求1所述的一种抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述填料采用粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述聚合物复合纤维的长度为3mm~10mm。

7.一种抗裂混凝土，其特征在于，该抗裂混凝土采用权利要求1-6任意一项制备方法制得。

8.根据权利要求7所述的一种抗裂混凝土，其特征在于，所述抗裂混凝土28d的抗压强度为43.5~46.5Mpa，抗压比为103%~109%；所述抗裂混凝土7d的抗压比为97%~106%。