本发明专利技术公开了一种高抗拉强度混凝土及其制备方法，原料按照质量份数，包括有：42.5级普通水泥600～850份，粉煤灰50～100份，钢纤维60～120，碳纤维10～20，粗骨料500～650份，砂250～400份，水200～240份，减水剂8～12份，羟乙基纤维素4～6份，NaOH 8～12份。本发明专利技术的混凝土组份中同时掺杂了钢纤维和碳纤维，两种纤维的参合能够充分发挥金属纤维和塑料纤维的共同作用，同时不同尺寸的钢纤维和碳纤维也能发挥积极的混杂效应，可以显著提高混凝土的抗拉强度；这种纤维添加方式能够从细观到宏观对微裂纹和宏观裂纹起到抑制作用。本发明专利技术针对性强、可操作性强，能够保证混凝土质量的稳定性，能够提高混凝土的耐久性，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。
A high tensile strength concrete and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种高抗拉强度混凝土及其制备方法
本专利技术属于混凝土材料
，具体涉及一种高抗拉强度混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土是应用于基础建设领域最为广泛的一种工程材料。但是混凝土是一种典型的具有高抗压、抵抗拉强度的材料。混凝土抗拉强度低的事实是导致混凝土结构破坏的一个重要因素，严重制约了混凝土的应用。纤维增强可以提高混凝土的抗拉强度，提高混凝土结构的耐久性。目前，纤维增强混凝土一般是掺加一种纤维，对抗拉强度的提高非常有限。纤维混凝土的配制技术复杂，生产难度较大。纤维会在一定程度上影响新拌混凝土的工作性能，进而影响混凝土的强度和耐久性。不同种类、不同尺寸的纤维对混凝土的工作性能的影响存在差异。目前，纤维混凝土的配制往往只针对单一品种的纤维，复掺碳纤维和钢纤维的混凝土生产工艺更加复杂。影响高纤维混凝土配制的因素有很多，例如原材料和外加剂的种类和用量、生产工艺、纤维种类和用量等，要获得高抗拉强度的混凝土，就必须采取合理的生产工艺。废弃建筑材料以及工业副产品的资源化再生利用是目前环境保护的必然要求。目前，煤电厂以及其他工业生产过程中产生了大量的粉煤灰，对资源和环境带来的严重的负担。工业炼钢过程中产生的钢渣也是目前不容忽视的一个废弃物来源。钢铁企业废渣的处理和资源化利用问题也越来越受到重视。将粉煤灰和钢渣应用于建筑材料领域是废弃材料资源化利用的一个重要途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用多种纤维和某些废弃资源为原料的高抗拉强度混凝土及其制备方法。本专利技术这种高抗拉强度混凝土，原料按照质量份数，包括有：42.5级普通水泥600～850份，粉煤灰50～100份，钢纤维60～120，碳纤维10～20，粗骨料500～650份，砂250～400份，水200～240份，减水剂8～12份，羟乙基纤维素4～6份，NaOH8～12份。所述的高抗拉强度混凝土，原料按照质量份数，还包括有硅胶0～200份。所述的高抗拉强度混凝土，原料按照质量份数，还包括有钢渣0～100份。所述的高抗拉强度混凝土，原料按照质量份数，还包括有超吸水性树脂0～10份。所述粉煤灰为满足GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求的I级灰；硅胶为细孔硅胶，比表面积为650～750m2/g；减水剂为减缩型聚羧酸减水剂，减水率为30～45％；所述钢纤维抗拉强度为1.2GPa，长度为25～40mm；所述碳纤维抗拉强度为3.0GPa，长度为5～10mm。所述的钢渣比表面积为300～450m2/kg，密度为2.8～3.4g/cm3，活性指数符合GB/T20491-2006《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》技术要求；超吸水性树脂为白色颗粒，粒径分布为30-500μm之间，公称粒径为250μm，生理盐水吸水量为50～80mL/g。优选的，所述高抗拉强度的混凝土，按照质量分数计，其原料包括有：42.5级普通水泥700～800份，粉煤灰80～100份，硅胶180～200份，钢纤维80～120，碳纤维15～20，粗骨料625～650份，砂260～380份，钢渣50～100份，超吸水性树脂8～10份，水200～210份，减水剂10份，羟乙基纤维素5份，NaOH10份。优选的，所述高抗拉强度的混凝土，按照质量分数计，其原料包括有：42.5级普通水泥800份、粉煤灰100份、硅胶200份，钢纤维80，碳纤维20，粗骨625份，砂260份，钢渣100份，超吸水性树脂10份，水210份，减水剂10份，羟乙基纤维素5份，NaOH10份。优选的，42.5级普通水泥800份、粉煤灰100份、硅胶200份，钢纤维80，碳纤维20，粗骨625份，砂260份，钢渣100份，水210份，减水剂10份，羟乙基纤维素5份，NaOH10份。本专利技术这种高抗拉强度的混凝土的制备方法，包括以下步骤：1)按照配方中设定比例将水泥、粗骨料、砂、钢纤维、粉煤灰、钢渣、超吸水性树脂和硅胶混合，得到混合体a；2)将水、减水剂、羟乙基纤维素和碳纤维混合，搅拌均匀2～4分钟，得到混合后的液体b；3)在b中加入NaOH，搅拌2～4分钟，得到溶液c；4)将步骤1)中得到混合体a投入混凝土搅拌机搅拌1～3分钟，然后将溶液c加入搅拌机，然后搅拌4～6分钟，即可得到高抗拉强度混凝土；5)将步骤4)制备的新拌混凝土按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行养护，即可得到硬化后的混凝土试件。本专利技术的有益效果：1)本专利技术中混凝土的组份中加入了NaOH，是利用NaOH能够提供碱环境，促进组份中粉煤灰和硅胶的水化，从而提高混凝土的强度；而且钢渣中富含硅酸三钙和硅酸二钙，可以参与水化反应，进一步提高混凝土的强度。2)本专利技术的混凝土组份中同时掺杂了钢纤维和碳纤维，两种纤维的参合能够充分发挥金属纤维和塑料纤维的共同作用，同时不同尺寸的钢纤维和碳纤维也能发挥积极的混杂效应，可以显著提高混凝土的抗拉强度；这种纤维添加方式能够从细观到宏观对微裂纹和宏观裂纹起到抑制作用。3)本专利技术组份中粉煤灰、减水剂和羟乙基纤维素能够提高混凝土的工作性能，改善碳纤维在混凝土中的分散性，补偿了因为加入纤维引起的混凝土工作性能的损失，而且粉煤灰和钢渣的使用可以提高工业废弃物资源化利用率，降低混凝土成本，有利于环境保护。4)本专利技术针对性强、可操作性强，能够保证混凝土质量的稳定性，能够提高混凝土的耐久性，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。具体实施方式在本专利技术的所有实施例中粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；砂为中砂，细度模数为2.3～3.0；减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率为40％；水为普通自来水。本专利技术中钢纤维抗拉强度为1.2GPa，长度为40mm；碳纤维抗拉强度为3.0GPa，长度为10mm。硅胶为细孔硅胶，比表面积为700m2/g；钢渣比表面积为411m2/kg，密度为3.2g/cm。本专利技术混凝土的制备工艺均如下：1)选取合适尺寸的碳纤维和钢纤维；2)按照设定比例将水泥、粗骨料、砂、钢纤维、粉煤灰、钢渣、硅胶和超吸水性树脂混合，得到混合体a；3)将水、减水剂、羟乙基纤维素和碳纤维混合，搅拌均匀3分钟，得到混合后的液体b；4)在a中加入NaOH，搅拌3分钟，得到溶液c；5)将步骤2)中得到混合体a投入混凝土搅拌机搅拌2分钟，然后将溶液c加入搅拌机，然后搅拌5分钟，即可得高抗拉强度混凝土；6)将步骤5)制备的新拌混凝土按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行养护，即可得到硬化后的混凝土试件。实施例1本实施例中的高抗拉强度的混凝土，按照质量分数计，其原料配方如下：42.5级普通水泥800份、粉煤灰100份、硅胶200份，钢纤维80，碳纤维20，粗骨料625份，砂360份，水210份，减水剂10份，羟乙基纤维素5份，NaOH10份。按照上述的方法制备成混凝土试件。实施例2本实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高抗拉强度混凝土，其特征在于，原料按照质量份数，包括有：/n42.5级普通水泥600～850份，粉煤灰50～100份，钢纤维60～120，碳纤维10～20，粗骨料500～650份，砂250～400份，水200～240份，减水剂8～12份，羟乙基纤维素4～6份，NaOH8～12份。/n
【技术特征摘要】
1.一种高抗拉强度混凝土，其特征在于，原料按照质量份数，包括有：
42.5级普通水泥600～850份，粉煤灰50～100份，钢纤维60～120，碳纤维10～20，粗骨料500～650份，砂250～400份，水200～240份，减水剂8～12份，羟乙基纤维素4～6份，NaOH8～12份。
2.根据权利要求1所述的高抗拉强度混凝土，其特征在于，其原料按照质量份数，还包括有硅胶0～200份。
3.根据权利要求1或2所述的高抗拉强度混凝土，其特征在于，所述的高抗拉强度混凝土，原料按照质量份数，还包括有钢渣0～100份。
4.根据权利要求3所述的高抗拉强度混凝土，其特征在于，所述的高抗拉强度混凝土，原料按照质量份数，还包括有超吸水性树脂0～10份。
5.根据权利要求2所述的高抗拉强度混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为满足GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求的I级灰；硅胶为细孔硅胶，比表面积为650～750m2/g；减水剂为减缩型聚羧酸减水剂，减水率为30～45％；所述钢纤维抗拉强度为1.2GPa，长度为25～40mm；所述碳纤维抗拉强度为3.0GPa，长度为5～10mm。
6.根据权利要求4所述的高抗拉强度混凝土，其特征在于，所述的钢渣比表面积为300～450m2/kg，密度为2.8～3.4g/cm3，活性指数符合GB/T20491-2006《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》技术要求；超吸水性树脂为白色颗粒，粒径分布为30-500μm之间，公称粒径为250μm，生理盐水吸水量为50～80mL/g。
7.根据权利要求4所述的高抗拉强度混凝土，其特征在于，所述高抗拉强度的混凝土...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋卫民，吴昊，徐子浩，徐飞，邓子成，张淼淼，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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