一种超高耐磨型混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土材料技术领域，公开了一种超高耐磨型混凝土，包括如下重量份的原料：水泥300

【技术实现步骤摘要】
一种超高耐磨型混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，尤其是涉及一种超高耐磨型混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，各种道路、机械、金属加工厂厂房地面、飞机跑道或管道内衬等各种民用工程中对混凝土材料提出了较高的性能要求。对于在疲劳变形大、易受磨损的工程领域中，混凝土的强度、耐磨性和耐高温爆裂性能这三个指标尤为重要。
[0003]而在军工领域中，钻地弹以巨大的动能钻入建筑物，钻入过程中由于摩擦会产生巨大的热量，当该结构暴露于高温时，由于温度梯度大产生的温度应力等原因会造成混凝土开裂，导致混凝土建筑物结构破损，进而引发结构整体失效，造成灾难性后果。可见，军事国防防御建筑需具有很高的耐高速钻磨性能，且同时具有抗高温爆裂等性能。
[0004]现有高耐磨混凝土专利技术，主要集中在水工混凝土的耐冲磨、路面的高耐磨性能，而钻地弹侵彻武器侵入过程的金属钻磨损方式与前者完全不同，目前对于混凝土在瞬间高温环境下的耐金属钻磨性能和抗爆裂性能的技术手段较少。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种超高耐磨型混凝土及其制备方法，以解决现有技术中在瞬间高温条件下的混凝土耐钻磨性能和抗爆裂性能的技术问题。
[0006]本专利技术提供一种超高耐磨型混凝土，包括如下重量份的原料：水泥300
‑
900份、硅粉100
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150份、纳米材料1
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5份、毫米级耐磨骨料600
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1100份、微米级耐磨填料200
‑
400份、耐磨纤维15
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30份、钢纤维200
‑
350份、外加剂5
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15份和水90
‑
120份。
[0007]进一步地，所述耐磨骨料选自钢砂、碳化硅砂、棕刚玉砂中的至少一种；
[0008]所述耐磨填料选自碳化铬粉、碳化钨粉中的至少一种；
[0009]所述纳米材料选自纳米氧化铝、纳米碳化硅中的至少一种。
[0010]进一步地，所述耐磨骨料的粒径为0.15mm
‑
4.75mm；
[0011]所述耐磨填料的粒径为5μm
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25μm；
[0012]所述纳米材料的粒径为20nm
‑
500nm。
[0013]进一步地，所述耐磨纤维选自氧化铝纤维、碳化硅纤维中的至少一种；且所述耐磨纤维的直径为3μm
‑
7μm，长度为10mm
‑
30mm。
[0014]进一步地，所述钢砂硬度大于60HRC，碳化硅砂硬度不小于9.5HM，棕刚玉砂不小于8.9HM。
[0015]进一步地，所述钢纤维为短切微丝型，直径为0.05
‑
0.2mm，长度为6
‑
15mm。
[0016]进一步地，所述外加剂为复配消泡和减缩功能的超高减水型聚羧酸系减水剂，减水率≥45％，固体含量≥50％，分子量为30000
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40000g/mol。
[0017]进一步地，所述水泥为42.5、42.5R、52.5、52.5R普通硅酸盐水泥中的至少一种，且
所述水泥的比表面积为350～380m2/kg。
[0018]进一步地，所述硅粉中的SiO2含量大于95％，且比表面积≥21000m2/kg。
[0019]本专利技术还提供了上述超高耐磨型混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0020]S1、将水泥、硅粉、纳米材料、耐磨填料和耐磨骨料进行振动搅拌分散，获得干粉料；
[0021]S2、将水、外加剂和干粉料混合后搅拌均匀，制得浆体物料
[0022]S3、将耐磨纤维和钢纤维加入浆体物料中并搅拌均匀，获得浆体；
[0023]S4、将浆体物料浇筑至模具中，待浆体物料硬化后拆模得到试件；
[0024]S5、对试件进行养护。
[0025]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：
[0026](1)磨损研究的对象是材料表层破坏失效的问题，而这个表面层的厚度只有几纳米到几十微米的量级，对这个薄层的组织和性能进行加强和提升，并保持材料的匀质性，就能够有效提升材料整体的耐磨性能。本专利技术通过纳米、微米和毫米这三个尺度层面上的纳米材料、耐磨填料和耐磨骨料的组合，可以在全尺度范围内减少材料的耐磨缺陷，从而大幅度提升混凝土的耐磨性能；
[0027](2)本专利技术利用耐磨纤维的耐高温能力、形状效应以及钢纤维的刚度效应、搭接效应，在提升耐磨性能的同时也能大幅增强其力学性能(抗压、抗弯折和抗拉伸)、耐高温爆裂性能、抗裂性能和体积稳定性能。从而保证混凝土在高温、高应力和高侵蚀等复杂恶劣环境下，仍然具有超高的耐磨性能。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的超高耐磨型混凝土的制备工艺流程图。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]通常在此处附图中描述和显示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。
[0032]基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、
“
第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0035]下面结合图1所示，本专利技术实施例提供了一种超高耐磨型混凝土，包括如下重量份的原料：水泥300
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900份、硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高耐磨型混凝土，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥300
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900份、硅粉100
‑
150份、纳米材料1
‑
5份、毫米级耐磨骨料600
‑
1100份、微米级耐磨填料200
‑
400份、耐磨纤维15
‑
30份、钢纤维200
‑
350份、外加剂5
‑
15份和水90
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120份。2.根据权利要求1所述的一种超高耐磨型混凝土，其特征在于，所述耐磨骨料选自钢砂、碳化硅砂、棕刚玉砂中的至少一种；所述耐磨填料选自碳化铬粉、碳化钨粉中的至少一种；所述纳米材料选自纳米氧化铝、纳米碳化硅中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种超高耐磨型混凝土，其特征在于，所述耐磨骨料的粒径为0.15mm
‑
4.75mm；所述耐磨填料的粒径为5μm
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25μm；所述纳米材料的粒径为20nm
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500nm。4.根据权利要求1所述的一种超高耐磨型混凝土，其特征在于，所述耐磨纤维选自氧化铝纤维、碳化硅纤维中的至少一种；且所述耐磨纤维的直径为3μm
‑
7μm，长度为10mm
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30mm。5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，谢昱昊，吴雄，高育欣，杨文，罗遥凌，
申请(专利权)人：中建西部建设建材科学研究院有限公司中建商品混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：