专利名称：：一种混凝土抗裂纤维及其生产方法
技术领域：
：本发明涉及到一种混凝土抗裂纤维及其生产方法，属于混凝土用抗裂纤维
技术领域：
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背景技术：
：混凝土在变硬过程中，体积会发生变化，水泥石会产生水化热，由于构件内部和表面升温和降温速度不同，混凝土的收縮变形就不同，混凝土的收縮变形受到外界的约束时，就会产生较大的收縮应力，当收縮应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。混凝土裂缝一直是困扰建筑界的一大难题。现有的抗裂纤维一般是合成纤维，比如聚丙烯纤维等，也在一些道路与建筑工程中有所应用，可起到一定阻裂作用，但这些合成纤维亲水性能差，容易在新拌混凝土内相互缠绕抱团，使混凝土变得粘稠，降低它的流动性，不利于现场施工，再就是价格偏贵，限制了它的使用。
发明内容本发明的目的是开发出一种混凝土抗裂纤维及其生产方法，它可以大幅提高混凝土抗裂性能，显著降低冻融循环强度损失、提高冲击耗能以及弯曲疲劳强度。本发明的技术方案是提供一种混凝土抗裂纤维，其特征在于，由长度为24003100iim、直径为4060iim的漂白硫酸盐针叶木浆纤维组成，吸水率为450-550%。进一步地，所述的漂白硫酸盐针叶木浆纤维的抗拉强度为630700MPa、弹性模量为3.5-4.5GPa。本发明还提供了上述混凝土抗裂纤维的生产方法，其特征在于，具体步骤为将漂白硫酸盐针叶木浆板打浆疏解成一根根相互分开的纤维丝，打浆度为1520°SR，然后按固液重量比l:50加入碱液，在6080。C下，加热搅拌60100min，以100目筛网滤出纤维，用清水清洗至中性后在105t:下烘干10min，最后依次通过喷雾装置和干燥装置，且干燥温度与时间分别为105t:、30min，烘干后的纤维即为混凝土抗裂纤维。进一步地，碱液为氢氧化钠或者氢氧化钾溶液，浓度均为1530wt%。喷雾装置中所用的喷雾液是浓度为0.2wt^的渗透剂PA-603溶液，喷雾液量为处理纤维重量的1%。本发明的这种抗裂纤维在纤维混凝土中的优势主要体现在下面三个方面第一，合成纤维一般吸水性能差，例如PAN纤维吸水率为1.5%，聚丙烯纤维基本不吸水，而这种抗裂纤维是亲水性纤维，吸水率高达450_550%，所以能够单丝均匀分布在混凝土中，无任何的结团，显著提高混凝土的抗裂性能；第二，与合成纤维相比，这种抗裂纤维的优良亲水性能和渗透性能可使水泥水化产物沿纤维表面生长，表面黏附大量的水泥水化产物，大幅增强了纤维与混凝土之间的握裹力；第三，与普通聚丙烯纤维数量每0.9kg约0.3亿根相比，这种抗裂纤维可高达30亿根，纤维的根数越多，纤维在混凝土中的间距越小，混凝土的3早期抗裂性能也就越强。补充的一点是，合成纤维属于石油化工产品，而这种新型抗裂纤维属于绿色环保材料。具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1-3中的化学浆为漂白硫酸盐针叶木浆，加拿大"北木"牌。喷雾液为渗透剂PA-603溶液，主要成分为烷基磷酸脂，由上海天坛助剂有限公司生产。实施例1—、抗裂纤维的生产方法将漂白硫酸盐针叶木浆板打浆疏解成一根根相互分开的纤维丝，打浆度为15°SR，然后按固液重量比1:50加入浓度为30wt^的氢氧化钠溶液，在8(TC下，加热搅拌100min，以100目筛网滤出纤维，用清水清洗至中性后在105。C下烘干10min，最后依次通过喷雾和干燥装置，喷雾装置中所用的喷雾液是浓度为O.2wt^的渗透剂PA-603溶液，喷雾液量为处理纤维重量的1%，以及干燥温度与时间分别为105t:、30min，烘干后得到长度为27003100iim、直径为4060ym混凝土抗裂纤维。二、原料1、水泥42.5#普通硅酸盐水泥(苏州南新水泥有限公司)2、砂普通河砂，细度模数2.83、石子530mm连续级配碎石4、粉煤灰电厂生产的II级粉煤灰5、三种纤维主要性能参数见表1。表l三种纤维主要性能参数<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>三、纤维混凝土试件的制作1、配合比设计各参数见表2。表2纤维混凝土配合比kg/W<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2、拌和与制件生产纤维混凝土一般都使用强制式搅拌机，投料顺序为先加入砂、石、纤维进行干拌，搅拌时间不少于2分钟，然后加入水泥和水搅拌均匀，时间不少于2分钟。然后将拌好的纤维混凝土灌注特制模具中，试件为600mmX600mmX20mm的平面薄板。四、三种纤维混凝土主要性能参数与同强度等级素混凝土的比较将PAN纤维、聚丙烯纤维和新型抗裂纤维所制作的纤维混凝土试件性能与同强度等级素混凝土试件性能对比，可知这三种纤维在抗裂性能及其它重要性能上的优劣。试验结果见表3。表3三种纤维混凝土主要性能参数与同强度等级素混凝土的比较项目性能变化PAN纤维混凝土聚丙烯纤维混凝土新型抗裂纤维混凝土收縮裂缝降低比例(％)66608528d收縮率降低比例(％)12101750次冻融循环强度损失损失比例(％)0.40.60.5冲击耗能提高比例(％)587061弯曲疲劳强度提高比例(％)1086实施例2—、抗裂纤维的生产方法将漂白硫酸盐针叶木浆板打浆疏解成一根根相互分开的纤维丝，打浆度为20°SR，然后按固液重量比1:50加入浓度为15wt^的氢氧化钾溶液，在6(TC下，加热搅拌60min，以100目筛网滤出纤维，用清水清洗至中性后在105。C下烘干10min，最后依次通过喷雾和干燥装置，喷雾装置中所用的喷雾液是浓度为O.2wt^的渗透剂PA-603溶液，喷雾液量为处理纤维重量的1%，以及干燥温度与时间分别为105t:、30min，烘干后得到长度为24002800iim、直径为4060ym混凝土抗裂纤维。二、原料1、水泥42.5#普通硅酸盐水泥(苏州南新水泥有限公司)2、砂普通河砂，细度模数2.83、石子530mm连续级配碎石4、粉煤灰电厂生产的II级粉煤灰5、三种纤维性能参数见表4。5表4三种纤维性能参数主要性能参数PAN纤维聚丙烯纤维新型抗裂纤维平均长度(mm)20192.6平均直径(um)131545抗拉强度(MPa)850400630弹性模量(GPa)18.35.14.5吸水率(％)1.5不吸水450三、纤维混凝土试件的制作1、配合比设计各参数见表5。表5纤维混凝土配合比kg/m:水泥粉煤灰砂碎石水纤维3584048513811850.92、拌和与制件生产纤维混凝土一般都使用强制式搅拌机，投料顺序为先加入砂、石、纤维进行干拌，搅拌时间不少于2分钟，然后加入水泥和水搅拌均匀，时间不少于2分钟。然后将拌好的纤维混凝土灌注特制模具中，试件为600mmX600mmX20mm的平面薄板。四、三种纤维混凝土主要性能参数与同强度等级素混凝土的比较将PAN纤维、聚丙烯纤维和新型抗裂纤维所制作的纤维混凝土试件性能与同强度等级素混凝土试件性能对比，可知这三种纤维在抗裂性能及其它重要性能上的优劣。试验结果见表6。表6三种纤维混凝土主要性能参数与同强度等级素混凝土的比较项目性能变化PAN纤维混凝土聚丙烯纤维混凝土新型抗裂纤维混凝土收縮裂缝降低比例(％)66607828d收縮率降低比例(％)12101650次冻融循环强度损失损失比例(％)0.40.60.56<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例3—、抗裂纤维的生产方法将漂白硫酸盐针叶木浆板打浆疏解成一根根相互分开的纤维丝，打浆度为17°SR，然后按固液重量比1:50加入浓度为18wt^的氢氧化钠溶液，在8(TC下，加热搅拌80min，以100目筛网滤出纤维，用清水清洗至中性后在105。C下烘干10min，最后依次通过喷雾和干燥装置，喷雾装置中所用的喷雾液是浓度为O.2wt^的渗透剂PA-603溶液，喷雾液量为处理纤维重量的1%，以及干燥温度与时间分别为105t:、30min，烘干后得到长度为25003000iim、直径为4060ym混凝土抗裂纤维。二、原茅斗1、水泥42.5#普通硅酸盐水泥(苏州南新水泥有限公司)2、砂普通河砂，细度模数2.83、石子530mm连续级配碎石4、粉煤灰电厂生产的II级粉煤灰5、三种纤维性能参数见表7。表7三种纤维性能参数<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>三、纤维混凝土试件的制作1、配合比设计各参数见表8。表8纤维混凝土配合比kg/m:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2、拌和与制件生产纤维混凝土一般都使用强制式搅拌机，投料顺序为先加入砂、石、纤维进行干拌，搅拌时间不少于2分钟，然后加入水泥和水搅拌均匀，时间不少于2分钟。然后将拌好的纤维混凝土灌注特制模具中，试件为600mmX600mmX20mm的平面薄板。四、三种纤维混凝土主要性能参数与同强度等级素混凝土的比较将PAN纤维、聚丙烯纤维和新型抗裂纤维所制作的纤维混凝土试件性能与同强度等级素混凝土试件性能对比，可知这三种纤维在抗裂性能及其它重要性能上的优劣。试验结果见表9。表9三种纤维混凝土主要性能参数与同强度等级素混凝土的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求一种混凝土抗裂纤维，其特征在于，由长度为2400～3100μm、直径为40～60μm的漂白硫酸盐针叶木浆纤维组成，吸水率为450-550％。2.如权利要求1所述的混凝土抗裂纤维，其特征在于，所述的漂白硫酸盐针叶木浆纤维的抗拉强度为630700MPa、弹性模量为3.5-4.5GPa。3.权利要求l所述的混凝土抗裂纤维的生产方法，其特征在于，具体步骤为将漂白硫酸盐针叶木浆板打浆疏解成一根根相互分开的纤维丝，打浆度为1520°SR，然后按固液重量比1:50加入碱液，在6080。C下，加热搅拌60100min，以100目筛网滤出纤维，用清水清洗至中性后在105t:下烘干10min，最后依次通过喷雾装置和干燥装置，且干燥温度与时间分别为105t:、30min，烘干后的纤维即为混凝土抗裂纤维。4.如权利要求3所述的混凝土抗裂纤维的生产方法，其特征在于，碱液为氢氧化钠或者氢氧化钾溶液，浓度均为1530wt%。5.如权利要求3所述的混凝土抗裂纤维的生产方法，其特征在于，喷雾装置中所用的喷雾液是浓度为0.2wt%的渗透剂PA-603溶液，喷雾液量为处理纤维重量的1%。全文摘要本发明提供了一种新型混凝土抗裂纤维及其生产方法，属于混凝土用抗裂纤维领域。所述混凝土抗裂纤维，其特征在于，由长度为2400～3100μm、直径为40～60μm的漂白硫酸盐针叶木浆纤维组成，且吸水率为450-550％。所述混凝土抗裂纤维的生产方法，其特征在于，具体步骤为将漂白硫酸盐针叶木浆板打浆疏解成一根根相互分开的纤维丝，打浆度为15～20°SR，然后按固液重量比1∶50加入碱液，在60～80℃下，加热搅拌60～100min，以100目筛网滤出纤维，用清水清洗至中性后在105℃下烘干10min，最后依次通过喷雾和干燥装置，喷雾装置中所用的喷雾液是浓度为0.2wt％的渗透剂PA-603溶液，喷雾液量为处理纤维重量的1％，以及干燥温度与时间分别为105℃、30min，烘干得到混凝土抗裂纤维。与其他合成纤维相比，这种抗裂纤维属于亲水性和绿色环保性纤维，不仅提高混凝土的抗裂性能，而且显著降低冻融循环强度损失、提高冲击耗能以及弯曲疲劳强度。文档编号C04B16/00GK101723612SQ200910198389公开日2010年6月9日申请日期2009年11月6日优先权日2009年11月6日发明者刘攀,吴立群,贺磊申请人:中国海诚工程科技股份有限公司