一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种混凝土，尤其涉及一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法。所述混凝土包括：玄武岩纤维；所述玄武岩纤维是由玄武岩纤维单丝组成的纤维束，所述纤维束的直径为0.6

【技术实现步骤摘要】
一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种混凝土，尤其涉及一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土因其抗压强度较高、耐久性较好、抗压强度等级范围较宽等特点，在土木工程、造船业、机械工业、海洋开发、地热工程等领域得以广泛应用。
[0003]然而，由于混凝土在抗拉强度和韧性等方面存在不足，导致其在实际应用过程中存在一系列开裂和裂纹迅速扩展问题，从而严重影响混凝土结构的安全性和耐久性。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种混凝土，该混凝土具有优异的抗折强度和韧性；本专利技术的另一目的在于，提供该混凝土的制备方法。
[0006]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种混凝土，其包括：玄武岩纤维；
[0008]所述玄武岩纤维是由玄武岩纤维单丝组成的纤维束，所述纤维束的直径为0.6
‑
0.9mm，长度为4
‑
5cm；
[0009]所述玄武岩纤维单丝的直径不小于5μm，弹性模量不小于40GPa，抗拉强度不小于900MPa，密度不小于2100kg/m3；
[0010]每立方米混凝土中，所述玄武岩纤维的掺量不小于5kg。
>[0011]本专利技术发现，采用上述方式，可提高混凝土的抗折强度和韧性。
[0012]本领域人员可按照公知常识设置配方中的其他组分和工艺中的参数，其均可以得到与本专利技术上述描述相当的效果。不过，关于其他组分和参数也存在更优的技术方案，为此，本专利技术进一步进行了探究并得到如下的优选方案。
[0013]作为优选，所述混凝土还包括：粗骨料；
[0014]所述粗骨料的最大粒径小于16mm；优选所述粗骨料的粒径在5
‑
16mm之间；其中，以所述粗骨料的总量为基准，粒径为5
‑
10mm的粗骨料占比不大于25％，针片状颗粒含量小于1％；
[0015]每立方米混凝土中，所述粗骨料的掺量为1000
‑
1200kg。
[0016]作为优选，所述混凝土还包括：细骨料；
[0017]所述细骨料选自河砂、石灰石机制砂、卵石机制砂、尾矿砂中的一种或几种；所述细骨料的细度模数介于2.3
‑
3.0之间，属于二区中砂；
[0018]每立方米混凝土中，所述细骨料的掺量为750
‑
900kg。
[0019]另外，细骨料的其他性能满足相关国家或行业标准要求即可。
[0020]作为优选，所述混凝土还包括：水泥；
[0021]所述水泥由硅酸盐水泥熟料配制而成；优选所述水泥选自PI型硅酸盐水泥、PII型硅酸盐水泥、PO42.5普通硅酸盐水泥中的一种或几种；
[0022]每立方米混凝土中，所述水泥的掺量≥250kg。
[0023]作为优选，所述混凝土还包括：粉料；
[0024]所述粉料选自硅灰、粉煤灰、矿粉中的一种或几种；优选所述粉料为粉煤灰；
[0025]每立方米混凝土中，所述粉料的掺量为50
‑
100kg。
[0026]另外，粉料的其他性能满足相关国家或行业标准要求即可。
[0027]作为优选，所述混凝土还包括：外加剂；
[0028]所述外加剂为聚羧酸减水剂；
[0029]每立方米混凝土中，所述外加剂的掺量为5
‑
10kg。
[0030]作为优选，所述混凝土还包括：水；
[0031]每立方米混凝土中，所述水的掺量≤170kg，且水胶比≤0.5。
[0032]作为较佳的技术方案，每立方米混凝土包括如下组分：
[0033]玄武岩纤维5kg以上，粗骨料1000
‑
1200kg，细骨料750
‑
900kg，PI型硅酸盐水泥250kg以上，粉煤灰70
‑
90kg，聚羧酸减水剂5
‑
7kg，水小于170kg。
[0034]如此，本专利技术即提供了一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土，其抗压强度等级为C30，该混凝土中，水灰比为0.50，砂率0.42，单方混凝土水泥用量250kg左右，单方混凝土胶凝材料总量320kg左右，单方混凝土聚羧酸减水剂(固含量20％)用量3kg左右。
[0035]本专利技术还提供以上所述的混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0036](1)将水泥、粗骨料、细骨料和粉料混合，搅拌均匀，得混合料I；
[0037](2)将60
‑
70％的外加剂、40
‑
60％的水和所述混合料I混合，搅拌均匀，得混合料II；
[0038](3)将剩余部分外加剂、剩余部分水和所述混合料II混合，搅拌均匀，得混合料III；
[0039](4)将玄武岩纤维和所述混合料III混合，搅拌均匀，即得所述混凝土。
[0040]本专利技术发现，采用上述混合方式，可使物料更加均匀，有利于提高混凝土各方面性能。
[0041]作为优选，步骤(1)
‑
(4)中，所述搅拌均在自落式搅拌机中进行，所述混凝土的出机塌落度不小于10cm。
[0042]本专利技术的有益效果在于：
[0043]本专利技术提供的混凝土具有优异的抗折强度、开裂后残余强度、裂纹宽度控制能力和韧性，服务极限状态条件下0.4≤f
R1k
/f
Lk
≤1.5，强度极限状态条件下f
R3k
/f
R1k
＞0.5。
附图说明
[0044]图1为实施例1的混凝土标准试件的企口梁应力
‑
裂口位移关系示意图；
[0045]图2为实施例1的混凝土标准试件的抗折应力
‑
应变曲线；
[0046]图3为实施例2的混凝土标准试件的抗折应力
‑
应变曲线；
[0047]图4为实施例3的混凝土标准试件的抗折应力
‑
应变曲线；
[0048]图5为实施例4的混凝土标准试件的抗折应力
‑
应变曲线；
具体实施方式
[0049]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0050]实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
[0051]实施例1
[0052]本实施例提供一种混凝土，每立方米混凝土包括如下组分：
[0053]玄武岩纤维5kg，粗骨料1059kg，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土，其特征在于，其包括：玄武岩纤维；所述玄武岩纤维是由玄武岩纤维单丝组成的纤维束，所述纤维束的直径为0.6
‑
0.9mm，长度为4
‑
5cm；所述玄武岩纤维单丝的直径不小于5μm，弹性模量不小于40GPa，抗拉强度不小于900MPa，密度不小于2100kg/m3；每立方米混凝土中，所述玄武岩纤维的掺量不小于5kg。2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，其还包括：粗骨料；所述粗骨料的最大粒径小于16mm；优选所述粗骨料的粒径在5
‑
16mm之间；其中，以所述粗骨料的总量为基准，粒径为5
‑
10mm的粗骨料占比不大于25％，针片状颗粒含量小于1％；每立方米混凝土中，所述粗骨料的掺量为1000
‑
1200kg。3.根据权利要求1或2所述的混凝土，其特征在于，其还包括：细骨料；所述细骨料选自河砂、石灰石机制砂、卵石机制砂、尾矿砂中的一种或几种；所述细骨料的细度模数介于2.3
‑
3.0之间；每立方米混凝土中，所述细骨料的掺量为750
‑
900kg。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的混凝土，其特征在于，其还包括：水泥；所述水泥由硅酸盐水泥熟料配制而成；优选所述水泥选自PI型硅酸盐水泥、PII型硅酸盐水泥、PO42.5普通硅酸盐水泥中的一种或几种；每立方米混凝土中，所述水泥的掺量≥250kg。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的混凝土，其特征在于，其还包括：粉料；所述粉料选自硅灰、粉煤灰、矿粉中的一种或几种；优选所述粉料为粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳军，王肇嘉，徐瑞来，韩康，
申请(专利权)人：北京建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：