水泥混凝土用纤维.pdf

本发明公开了一种水泥混凝土用纤维，其组成如下：水灰比为0.35～0.45；胶砂比为：1∶0.5～1∶1.2；高效膨胀剂含量为水泥用量的8％～10％；高效减水剂含量为水泥用量的0.5％～1％；聚丙烯纤维含量为1m3砂浆中掺加0.8～1.2kg，本发明还公开了其生产方法，是一种抗折、抗压、抗拉强度高，脆性小，抗裂性能好，抗渗性好，粘接抗剪和握裹力强度大的高强预应力锚固灌浆材料。

1、  一种水泥混凝土用纤维，其组成如下：
水灰比：0.35～0.45；
胶砂比：1∶0.5～1∶1.2；
高效膨胀剂含量为：水泥用量的8％～10％；
高效减水剂含量为：水泥用量的0.5％～1％；
聚丙烯纤维含量：1m³砂浆中掺加0.8～1.2kg。

2、  如权利要求1所述的聚丙烯纤维水泥砂浆，其中聚丙烯纤维优选丙烯聚合物或共聚物制成的烯烃类纤维，长度为12mm～19mm之间。

3、  如权利要求1或2所述的聚丙烯纤维水泥砂浆，其中水泥标号为42.5、42.5R、52.5或52.5R，砂为河砂中的中砂，高效膨胀剂为UEA-H高效混凝土膨胀剂，高效减水剂为萘系高效减水剂FDN。

4、  权利要求3所述的聚丙烯纤维水泥砂浆的生产方法，包括下述步骤：
(1)按上述配比称量原料；
(2)将砂、纤维、水泥及高效膨胀剂一起干拌，时间为1～3分钟；
(3)然后加水开始搅拌，随后加入高效减水剂一起搅拌，时间3～5分钟，即得本发明的聚丙烯纤维水泥砂浆。

水泥混凝土用纤维
技术领域
一种水泥混凝土用纤维，具体地说涉及一种聚丙烯纤维水泥砂浆，同时还涉及该聚丙烯纤维水泥砂浆的生产方法。
背景技术
目前预应力锚固灌浆材料主要有以下几种：
(1)“七五”期间研制出的超细水泥平均粒径为4μm，比表面积在800cm²/g以上，可用于灌注宽度为0.06mm的岩石裂隙。
(2)研制出湿磨水泥；可以随用随磨，较之普通水泥具有良好的析水稳定性，较高的抗渗性和力学强度，可灌性大为提高。
(3)研制了改性灌浆水泥材料：其特点是优化水泥颗粒的级配组成，不单纯追求颗粒的细度。
(4)使用了稳定性高的浆液：在水灰比为1.5～0.28，粘度为0.1～0.9Pa.s，屈服强度为10～49Mpa的范围内，掌握了该项浆液结石的物理、力学性能和相应的灌浆工艺。
(5)环氧树脂灌浆：开发出用于高含水条件下的WJ88浆材，包括WJ88-1浆液改性剂和WJ88-2地层预处理剂及相应的施工工艺。
(6)聚氨酯灌浆：研制成功油性聚氨酯浆材、弹性聚氨酯材料、HW和LW水溶性聚氨酯浆材。
(7)丙烯酸盐灌浆材料：它是上世纪90年代开发出的一种粘度低、储运稳定性好、防渗性能高、抗挤出能力强的化灌材料。
(8)非碱性水玻璃灌浆：我国于20世纪80年代开始研制非碱性水玻璃浆材，90年代开发出新型改性浆液。选用两种以上的酸性材料对水玻璃进行酸化处理，并根据需要加入改性剂，使其凝胶时间能够准确加以控制，而且强度和稳定性大为提高。
以上的灌浆材料虽然具备一定的优点，但其综合性能都不太理想，
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗折、抗压、抗拉强度高，脆性小，抗裂性能好；抗渗性好；粘接抗剪和握裹力强度大的高强预应力锚固灌浆材料聚丙烯纤维水泥砂浆。
本发明的另一目的在于提供该聚丙烯纤维水泥砂浆的生产方法。
本发明的聚丙烯纤维水泥砂浆，其组成如下：
水灰比：0.35～0.45；
胶砂比：1∶0.5～1∶1.2；
高效膨胀剂含量为：水泥用量的8％～10％；
高效减水剂含量为：水泥用量的0.5％～1％；
聚丙烯纤维含量：1m³砂浆中掺加0.8～1.2kg。
本发明的水泥优选42.5及以上标号的水泥，砂优选河砂中的中砂，高效膨胀剂优选UEA-H高效砼膨胀剂，高效减水剂优选萘系高效减水剂FDN，聚丙烯纤维优选丙烯聚合物或共聚物制成的烯烃类纤维，长度为12mm～19mm之间。
本发明的一种聚丙烯纤维水泥砂浆的生产方法，包括下述步骤：
(1)按上述比例称量原料；
(2)将砂、纤维、水泥及高效膨胀剂一起干拌，时间为1～3分钟；
(3)然后加水开始搅拌，随后加入高效减水剂一起搅拌，时间3～5分钟，即得本发明的聚丙烯纤维水泥砂浆。
本发明与现有水泥砂浆相比具有明显的优点和效果。由以上技术方案可知，本发明具有以下优点：
1)砂浆掺聚丙烯纤维改性后，各龄期强度(抗折/抗压)均有不同程度的提高，掺纤维浆体结石的28天抗折和抗压强度平均相对提高3％和5％左右，但早龄期(3天)的抗折和抗压强度平均提高较多，分别为19.5％和11％。
2)各种长度规格的纤维对浆料强度改善程度不同，长纤维(19mm)对强度增长的影响相对明显，28天强度(抗折/抗压)较普通砂浆增加7％和11％，3天强度提高达30％和22％。
3)聚丙烯纤维应用于砂浆能减少砂浆的开裂，增强防水功能，纤维砂浆的抗裂防水功能，对预应力锚固非常重要，可以有效加强对锚杆的防腐保护和减少预应力的损失。
4)浆料中掺入纤维后对其粘接抗剪和钢筋握裹力有改善作用。粘接抗剪和握裹强度的增加值最大达到20％以上，而且纤维越长，其性能改善效果相对越好。试验结果表明，随纤维掺量的增加，浆体性能的改善亦非呈线性变化，当纤维掺量达到0.9kg/m³时，该两项指标综合效果最佳。
5)纤维砂浆与普通砂浆相比，纤维砂浆的劈裂抗拉强度为比普通砂浆的高，当纤维掺量为0.9Kg/m³时，纤维砂浆的劈裂抗拉强度比普通砂浆的劈裂抗拉强度增加18％。
6)砂浆与岩石钻孔壁的粘结抗剪强度，是预应力锚固的重要计算指标，试验证明浆料中掺入纤维后，砂浆与钻孔壁的圆孔粘结抗剪强度有明显增高。普通砂浆和纤维砂浆与钻孔壁的粘结强度都随龄期增大而增大，各龄期纤维砂浆与钻孔壁的粘结抗剪强度比普通砂浆与钻孔壁的粘结抗剪强度都有明显增高；试验证明：混凝土与砂浆粘结强度，当纤维掺量为0.9Kg/m³时，7天强度几乎相同，14天增加约21％，28天增加达27％；灰岩岩石与砂浆粘结强度，当纤维掺量为0.9Kg/m³时，7天纤维水泥砂浆的粘结强度比普通水泥砂浆增加约16％，14天纤维水泥砂浆的粘结强度比普通水泥砂浆增加约19％，28天纤维水泥砂浆的粘结强度比普通水泥砂浆增加约21％。结果说明纤维砂浆应用于预应力锚固能够大大提高传统砂浆的锚固性能，增大锚固力，在纤维砂浆预应力锚固设计计算中可减少锚固段长度，降低工程成本。
7)聚丙烯纤维砂浆可以提高砂浆的断裂韧性，极限拉伸率比普通砂浆高6％～16％，弹性模量低5％～13％，而韧性指数高21％～35％。
8)聚丙烯纤维砂浆具有制浆工艺简单，使用方便的优点。
具体实施方式
实施例1：
将砂200kg、长度为19mm聚丙烯纤维0.26kg、PO 42.5水泥200kg及灰白色粉末状UEA-H高效砼膨胀剂20kg一起干拌，时间为3分钟；然后加水90kg开始搅拌，随后加入液体状萘系高效减水剂FDN 5kg一起搅拌，时间5分钟，即得本发明的聚丙烯纤维水泥砂浆。
实施例2：
将砂150kg、长度为15mm聚丙烯纤维0.26kg、PO 42.5水泥200kg及灰白色粉末状UEA-H高效砼膨胀剂20kg一起干拌，时间为2分钟；然后加水84kg开始搅拌，随后加入液体状萘系高效减水剂FDN 5kg一起搅拌，时间为4分钟，即得本发明的聚丙烯纤维水泥砂浆。
实施例3：
将砂100kg、长度为12mm聚丙烯纤维0.26kg、PO 42.5水泥200kg及灰白色粉末状UEA-H高效砼膨胀剂20kg一起干拌，时间为1分钟；然后加水74kg开始搅拌，随后加入液体状萘系高效减水剂FDN 5kg一起搅拌，时间为3分钟，即得本发明的聚丙烯纤维水泥砂浆。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。