[发明专利]一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法

说明书

本发明提供了一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法。将硅烷偶联剂与纳米SiO₂分散液超声分散后配成修复液，将酸洗后的镀铜钢纤维浸没于修复液中，得到吸附硅烷偶联剂及纳米SiO₂的改性镀铜钢纤维，在表面喷涂硅橡胶并定型，即可制得可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维。该方法通过钢纤维在掺入混凝土后初期发挥限制浆体硬化收缩的功能，显著增强了混凝土的韧性，抗开裂能力强，并且纳米级SiO₂与水和Ca（OH)₂接触后反应生成硅酸钙胶体，对混凝土中出现的微裂纹和撕裂的硅橡胶进行粘合，可达到修复混凝土微裂纹的效果，本发明制得的钢纤维将混凝土微裂纹的预防及修复两种功基于一身，显著改善混凝土的耐久性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及钢纤维的制备，特别是涉及一种可修复建筑混凝土微裂缝的钢纤维及制备方法。

背景技术

混凝土是一种既古老又年轻的建筑材料，有着各组成材料来源广泛、经济、耐用等优点，承载了人类过去以及现在的文明硕果，未来也将更加不可或缺的继续充当人类文明的载体并持续发展进化。但是混凝土从被发明到运用至今却也一直存在着诸如易塑性收缩开裂、抗拉抗弯强度低、抗渗性能差等耐久性的不足。因此，不断探索改善混凝土性能的各种方法和途径成为建筑行业发展的重要内容。

针对混凝土上述不足，目前普遍的做法是掺入粒径小于水泥颗粒的具有活性的矿物掺合料以改善整体混凝土的级配、降低孔隙率，提高密实度达到增强混凝土耐久性能的效果；另一种方式是添加加强筋对混凝土进行加固、限制收缩开裂，如添加各种纤维及钢纤维，其中钢纤维混凝土的发展迅速，它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，在建筑工程领域得到广泛的应用。

中国发明专利申请号201510426985.9公开了一种纤维自应力自密实混凝土及其制备方法，包括如下步骤：（1)按照比例将减水剂或减水剂与增稠剂同时加入水中搅拌均匀；（2）按照比例将粗、细骨料投入搅拌桶中搅拌均匀；（3）按照比例将纤维加入已经搅拌均匀的粗、细骨料混合物中并搅拌使纤维分散均匀；（4）按照比例将水泥或水泥与矿物掺和料投入搅拌桶中搅拌均匀；（5）将步骤（1）得到的掺有外加剂的水加入步骤（4）得到的混合物中，搅拌均匀后即出料，制备得到纤维自应力自密实混凝土。该发明可以有效阻止核心混凝土内部微裂缝的扩展和宏观裂缝的发生，提高核心混凝土的抗拉强度、抗弯强度、韧性、抗冲击和抗疲劳能力，显著改善核心混凝土的脆性，提高构件的延性。

中国发明专利申请号201610236954.1公开了一种混杂纤维钢筋混凝土，即在混凝土中搭配使用受力钢筋、改性聚丙烯粗纤维和聚合物细纤维。改性聚丙烯粗纤维是通过有机改性剂、硅烷偶联剂和无机改性填料进行改性后，熔融拉伸制备而成。聚合物细纤维可阻止混凝土原有缺陷及微裂缝的扩展，改性聚丙烯粗纤维可有效的限制和延迟宏观裂缝的发生和开展。两种纤维同时使用可以在混凝土中产生比构造钢筋更好的抗冲击、抗裂和耐磨性能，从而取代构造钢筋，因此显著降低了生产钢筋时所产生的碳排放。此外，两种纤维和受力钢筋搭配使用，极大的提高了混凝土工程的质量、耐久性和使用寿命。

中国发明专利申请号201710103512.4公开了一种混凝土微裂缝自愈合用的生物外加剂及其制备方法，生物外加剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：磷酸盐0.5~3份，硫酸盐0.1~1.0份，氯盐0.01~1.5份，柠檬酸盐0.25~1.2份，蛋白胨0.5~3.2份，酵母提取物0.2~2份，蒸馏水1000~1050份，尿素0.1~10份，牛肉膏0.5~2份，琼脂10~20份，白炭黑10~15份，乳酸钙0.1-8份，质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液适量，巴氏芽孢八叠球菌菌种一支。该发明还提供了所述的生物外加剂的制备方法。该发明的生物外加剂对混凝土微裂缝具有良好的愈合性，从而提高了混凝土工程的耐久性，并且节约了建设成本。该发明尤其适用于对力学强度要求高的混凝土结构中，比如尤其适用于路桥等大型工程。