外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料及其制備方法，石子骨料由石子骨料內核、膠粘劑內裹層、聚合物水泥砂漿外裹層和膠粘微細纖維毛層構成。膠粘劑內裹層與石子骨料膠粘牢固，微細纖維絲錨固生根在膠粘劑內裹層上，聚合物水泥砂漿外裹層與膠粘劑內裹層相溶可有效的形成整體。聚合物水泥砂漿外裹層中的活性粉末包含微硅粉、沸石粉、磨細礦渣和粉煤灰等活性材料，可與水泥石界面處的Ｃａ（ＯＨ）２晶體產生火山灰反應，生成膠凝材料，對混凝土中最薄弱的水泥石和石子骨料界面進行了改良處理。本發明專利技術的改性石子骨料與水泥石具有很好的親和性，與水泥石的粘結力較高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種改性石子骨料，有利于改善石子骨料和水泥石界面的粘結性能，可提高混凝土制品的抗壓強度，改善混凝土制品的使用性能。
技術介紹
混凝土摻入高效減水劑、粉煤灰、硅粉、沸石、鋼纖維、聚丙烯纖維后，能有效的提 高混凝土的強度和其他使用性能。但是，混凝土微觀分析研究得知，減水劑、活性粉末和纖 維的摻入僅能有效提高混凝土中水泥石的密實度和力學強度，對石子骨料和水泥石界面的 過渡區的粘結力改善效果不明顯，存在著石子骨料和水泥石界面薄弱的區域。混凝土強度由骨料強度、水泥石強度以及水泥石和骨料表面間的粘結強度決定， 一般來說，骨料強度是足夠的。混凝土結構中最主要、最薄弱的環節是各相材料間界面的粘 結力，其中水泥石與石子界面的粘結力對混凝土強度起著決定性作用。以亞微觀層次而論， 混凝土是由三相復合而成的材料，即骨料、水泥石與界面過渡層。粗骨料與硬化水泥漿體界 面存在過渡區，過渡區圍繞粗骨料四周存在薄層，厚約10 50 μ m，界面過渡區比混凝土的 水泥石和石子骨料要弱，界面區對混凝土力學行為的影響很大。界面區中主要存在有水化 硅酸鈣、Ca(OH)2、鈣礬石和未水化反應的熟料顆粒及孔洞、裂縫。界面區中存在較多的強度 較弱Ca(OH)2晶體，界面區的孔洞數量比水泥石區域為多，這些特點決定了界面過渡區強度 低，輕易引發裂縫，對界面粘結將產生不利影響。在土木工程領域中，凈漿裹石法混凝土攪拌工藝和高強度再生骨料配置的混凝土 試驗等研究成果表明對水泥石和石子骨料的界面預先改良處理，可有效地提高水泥石和 石子骨料界面的粘結強度及界面親和性。目前，聚合物砂漿和聚丙烯纖維已得到了廣泛的 應用，取得了良好的工程效果。若用聚合物砂漿界面劑和微細合成纖維對石子骨料表面進 行改良處理，可改善石子骨料與水泥石的粘結強度及界面親和性。石子洗凈烘干后，在石子 骨料表面包裹一層薄薄的乳液膠粘劑，噴射高強度的微細合成纖維到石子骨料膠粘面上， 進行預攪拌，然后再次噴射聚合物水泥砂漿界面劑，充分拌和均勻，采用蒸壓養護，得到具 有裹漿薄層和膠粘微細纖維毛層的表面毛糙改良石子骨料，即本專利技術的一種外裹微細纖維 聚合物砂漿薄層的石子骨料。運用改良后的石子骨料進行混凝土構件澆筑，當混凝土結硬 后，水泥石和石子骨料界面具有很好的粘結能力，其混凝土制品具有抗壓強度高、抗變形能 力強、耐久性好、抑制堿骨料反應效果好等優點。
技術實現思路
本專利技術提供一種，利用本 專利技術可以改善混凝土制品中水泥石與石子骨料界面的親和性、粘結強度。本專利技術采用如下技術方案本專利技術所述的一種外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料，包括石子骨料內 核，在石子骨料內核的外表面上包裹有膠粘劑內裹層，在膠粘劑內裹層的外表面上包裹有聚合物水泥砂漿外裹層，在所述膠粘劑內裹層上連接有膠粘微細纖維毛層且所述膠粘微細 纖維毛層上的纖維延伸至聚合物水泥砂漿外裹層的外部。本專利技術所述的一種外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料的制備方法， 步驟1將石子骨料內核洗凈烘干，在石子骨料內核表面噴灑有機膠粘劑或將洗 凈烘干的石子骨料內核浸漬在有機膠粘劑中，從而在石子骨料內核表面形成一層厚度為 20 μ m ~ 30 μ m的膠粘劑內裹層，步驟2 —邊攪拌帶有膠粘劑的石子骨料，一邊噴射微細纖維，拌和均勻，從而形成 石子骨料膠粘微細纖維毛層，步驟3聚合物水泥砂漿外裹層選用有機與無機相結合的聚合物水泥凈漿作為外 裹層材料，采用噴涂或涂刷方法，將聚合物水泥凈漿覆蓋于表面有膠粘劑內裹層的石子骨 料內核上，步驟4將由步驟3得到的石子骨料放入蒸氣養護池內，靜停lh，在Ih內升溫至 90°C 100°C，保持90°C 100°C，養護4h 8h，在Ih內降溫至常溫，使石子表層界面劑的 水泥砂漿強度達到40MPa以上，即可得到外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料。與現有技術相比，本專利技術具有如下技術效果本專利技術的主要目的在于改善混凝土制品中水泥石與石子骨料界面的親和性、粘結 強度。產品由石子骨料內核、膠粘劑內裹層、聚合物水泥砂漿外裹層和膠粘微細纖維毛層構 成。該改性石子骨料的制造方法包括如下工藝步驟將石子骨料洗凈烘干，石子骨料基層面 裹膠粘劑，噴射微細纖維絲，聚合物水泥砂漿外裹，蒸壓養護，改性石子骨料儲存，混凝土制 備。本專利技術的改性石子骨料具有毛糙的物理表面，其表面層材料組成成分與水泥石成分相 近，改性石子骨料與水泥石具有很好的親和性，與水泥石的粘結力較高。用改性石子骨料所 配制的混凝土制品具有抗壓強度高、抗變形能力強、耐久性好、抑制堿骨料反應效果好、材 料易得性、常溫施工簡單性、價格低廉等優點。改性石子骨料可作為配制特高強混凝土的粗 骨料，石子骨料外裹纖維聚合物砂漿薄層的改良加工工藝對于卵石骨料具有更顯著的改良 效果。為了減少混凝土中的空隙和微細裂縫數量，為了提高混凝土強度和改善混凝土的 使用性能，提出了許多改善混凝土性能的有效措施，主要措施是為了降低空隙率、提高強 度，采用極低的水灰比(<0.2)；為了提高混凝土的和易性，摻入高效減水劑；為了加強混 凝土的水化及火山灰反應，采用了活性很高的微硅粉、沸石、粉煤灰和磨細礦粉；為了提高 混凝土的延性，摻入了細的鋼纖維和其他合成纖維，并采用高溫高壓養護工藝。上述措施有 效的提高了混凝土的密實度、抗壓抗拉強度、和易性和耐久性。但是，其材料成本大增、制作 困難、工藝條件苛刻、難以大面積推廣應用。混凝土強度由骨料強度、水泥石強度以及水泥石和骨料表面間的粘結強度決定， 一般來說，骨料強度是足夠的。混凝土結構中最主要、最薄弱的環節是各相材料間界面的 粘結力，其中水泥石與石子界面的粘結力對混凝土強度起著決定性作用。凈漿裹石法混凝 土攪拌工藝研究表明，凈漿石工藝能夠提高混凝土整體強度，提高材料顆粒的均勻散度，增 強水泥石與石子界面的機械咬合作用，阻止部分游離水向石子與水泥漿界面集中，增強水 泥石與石子間的界面強度。再生骨料混凝土有關研究表明高強度再生骨料配置的混凝土 其強度偏高，其原因主要在于它較好的粘結界面和較高的界面粘結強度，再生骨料由于物理表面的凹凸不平容易與水泥石之間形成較大的物理粘結強度，再生骨料的較高表面活性 易于同水泥漿反應形成較高的化學粘結強度，再生骨料與新混凝土水泥石有相近的彈性模 量，因而混凝土在受力時，在界面處將產生較小的應力差，在粘結界面受力產生微裂縫的趨 勢減少，這種試驗現象稱作高強度再生骨料對混凝土的界面增強效應。因此，石子骨料表面 采用膠粘界面劑進行特種毛糙處理，使其與水泥石的粘結強度提高，從而可提高混凝土的 強度，改善混凝土的使用性能。針對混凝土石子骨料界面粘結強度較薄弱的問題，應采取有效措施加強水泥石和石子骨料界面的粘結能力，以便改善混凝土制品的力學性能、變形性能和耐久性能。本專利技術 提出了一種外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料，主要目的在于改善混凝土制品中水 泥石與石子骨料界面的親和性、粘結強度。產品由石子骨料內核、膠粘劑內裹層、聚合物水 泥砂漿外裹層和膠粘微細纖維毛層構成。裹漿膠粘纖維薄層目的就是使得石子骨料進行改 良處理，讓石子骨料穿上“外衣”和長出“毛發”，以便改良石子骨料與水泥石有更好的粘結 強度及界面親和性。本專利技術將膠粘界面劑和工程纖維對石子骨料表面進行改良本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種外裹微細纖維聚合物砂漿薄層的石子骨料，包括：石子骨料內核（１），其特征在于，在石子骨料內核（１）的外表面上包裹有膠粘劑內裹層（２），在膠粘劑內裹層（２）的外表面上包裹有聚合物水泥砂漿外裹層（３），在所述膠粘劑內裹層（２）上連接有膠粘微細纖維毛層（４）且所述膠粘微細纖維毛層（４）上的纖維延伸至聚合物水泥砂漿外裹層（３）的外部。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐文平，鐘華，周劍峰，楊江金，李亞楓，陳新杰，蔣百堂，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：84[中國|南京]