[发明专利]高桩码头面板水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种改性混凝土，本发明也涉及一种改性混凝土的制备方法。具体地说是一种适用于高桩码头面板的水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土及制备方法。

背景技术

随着沿海城市经济的飞速发展，海上货运已经成为一种必不可少的交通运输方式。从而，码头的兴建也越来越多，其中高桩码头被广泛应用。码头面板是高桩码头结构的一个重要组成部分，码头面板的耐久性直接影响整个高桩码头的耐久性。同时，码头面板受损维修耽误码头的使用，会影响实际的使用效益，因此码头面板材料的选择是十分重要的。普通混凝土码头面板往往因氯离子侵蚀，冰冻和碳化而受损伤。这些损伤虽然最初是浅表面的，随着时间的推移，他们会延伸至内层结构材料，引起钢筋腐蚀，威胁整座码头的寿命。因此要求人们开发出耐久性更长的码头面板材料。

目前国内外已经有许多关于码头梁板碳纤维聚合物改性混凝土的研究，并有对于该技术研究和分析的文献报道：如“聚合物钢纤维混凝土的增强机理分析”(罗立峰,周建春,黄培彦.《复合材料学报》2002,19:46-50.)中，采用的聚合物钢纤维改性混凝土是添加丁苯乳胶制备而成的；“聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗冻性能”(伏利鹏.《混凝土与水泥制品》，2014,11:49-51.)中，提到的聚合物纤维改性混凝土是掺入聚丙烯纤维和醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳胶粉进行改性处理的；“钢纤维聚合物水泥混凝土物理力学性能研究”(赵翔.重庆交通大学,2013.)，通过在混凝土中掺加钢纤维与丁苯乳液的方法获取高性能的水泥混凝土，这种钢纤维聚合物高性能混凝土具有抗拉强度高、变形能力好、耐久性与抗侵蚀能力好、具有良好的粘结性能等特点。这种混凝土是通过添加钢纤维和丁苯乳液进行改性处理的；“纤维增韧聚合物水泥混凝土的性能研究”(姚树义.哈尔滨工业大学,2011.)，通过添加聚乙烯醇纤维和钢纤维来提高混凝土的强度、韧性和耐久性；通过添加丁苯胶乳来改善纤维与混凝土基体界面的粘聚性；公开号为CN1O301173OA(2013-04-03)的专利文件中公开的“一种纤维和聚合物复合增韧混凝土及其制备方法”中，混凝土基本原材料为粗集料、细集料、硅酸盐水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂、聚乙烯醇纤维、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效地解决码头面板在复杂环境下容易受到腐蚀破坏的问题，大大减少在运营过程中的修复费用的高桩码头面板水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土。本发明的目的还在于提供一种高桩码头面板水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土的制备方法。

本发明的高桩码头面板水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土由石子、中砂、粉煤灰、硅灰、萘系高效减水剂、水性聚氨酯、硅烷偶联剂以及碳纤维制成，其中石子、中砂、粉煤灰、硅灰、萘系高效减水剂、水性聚氨酯以及硅烷偶联剂的重量份数比依次为：41.1％～45.4％、30.9％～32.1％、12.6％～13.5％、3％～3.4％、0.2％～0.25％、7.4％～9.3％、0.1％～0.15％，碳纤维体积掺量为0.1％～0.3％。

本发明的高桩码头面板水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土的制备方法为：

(1)将甲基纤维素加到80℃的水中，分散剂震荡3min，静置20min，再加入碳纤维，继续震荡至碳纤维完全分散；

(2)将步骤(1)得到的产物过滤，将滤出的碳纤维烘干；

(3)在常温下，将干燥的石子、中砂、粉煤灰、硅灰以及碳纤维投入到搅拌机中，搅拌3min，随后加入水性聚氨酯，再搅拌3min，接着加入硅烷偶联剂，搅拌1min，最后加入萘系高效减水剂，使拌合物达到均匀状态。

本发明针对高桩码头普通面板容易受到腐蚀破坏，强度低的问题，提供了一种添加水性聚氨酯和碳纤维的聚合物混凝土。这种聚合物混凝土可以有效地解决码头面板在复杂环境下容易受到腐蚀破坏的问题，大大减少了在运营过程中的修复费用。这种添加水性聚氨酯和碳纤维的聚合物混凝土，具有耐磨损，高强，耐久，抗氯离子渗透的优点，从而防止混凝土的冻融破坏和钢筋锈蚀破坏，使结构的寿命得以延长，从而取得更好的经济效益。

本发明提供了高桩码头面板水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土，它可以运用在对耐久性要求较高，承受疲劳荷载或是修复比较困难的高桩码头结构中。还可根据其特征运用在海工结构，高速公路，隧道，飞机跑道等混凝土工程。

本发明提供的水性聚氨酯碳纤维聚合物混凝土，与传统的水泥混凝土相比具有以下主要优点：