一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土由包含以下组分的原料制备而成：水泥809kg/m3、石英砂1079kg/m3、硅灰270kg/m3、水177kg/m3、减水剂21.6kg/m3、钢纤维(SF)0～236kg/m3、共聚甲醛纤维(POMF)0～43kg/m3各组分按照一定顺序混合搅拌均匀形成混杂纤维超高性能混凝土。本发明专利技术通过发挥钢纤维和聚甲醛纤维的混杂效应，在多尺度上起增强作用，合理调控两种纤维掺量比例，使材料流动性比同体积掺量的单掺纤维超高性能混凝土有所提高，同时也在一定程度上提高了混凝土的抗压强度及其弹性模量。上提高了混凝土的抗压强度及其弹性模量。

【技术实现步骤摘要】
一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是国家建设的基础，更是到了建设的核心材料，然而，混凝土受材料本身性质的影响，目前混凝土普遍存在着脆性大，容易开裂，早期强度低等缺点，影响结构的安全性。而纤维混凝土则是以混凝土为基体，掺入其他纤维所制成的水泥基混合材料。在混凝土中掺入纤维能够改善其抗拉、抗折、抗冲击、耐磨等性能，其中高弹性模量高强度纤维能够提高混凝土的强度，低弹性模量低强度纤维能够减少和抑制混凝土开裂。同时掺入两种纤维可以让具有不同优异特性的纤维协同工作，在不同的受力气阶段发挥其效应来增强混凝土的力学性能。目前较多研究的是单掺入一种纤维，较热门的是掺入钢纤维(SF)，SF的掺入虽能提高混凝土的韧性，但其易团聚成块，导致混凝土的流动性降低，且纤维分布不均匀，孔隙率增加，会降低混凝土的力学性能，此外，目前单一纤维材料已无法满足混凝土多种性能提升的需求。
[0003]为解决上述问题，目前有采用混杂掺入聚乙烯醇纤维(PVAF)，然而PVAF不仅价格高昂，且水解性较差，潮湿环境下容易水解而失去强度与韧性。亦有采用混杂掺入聚丙烯纤维(PPF)，而PPF由于抗化学性以及耐磨性比较差，使用范围得到了限制。而共聚甲醛纤维(POMF)由于其主链中具有较强的
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C
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结构，保持了化学成分稳定的特点和力学性能的优异，且POMF能与水泥形成较强的界面。然而目前尚未研究混杂掺入POMF、SF对混凝土的力学性能的影响，也未探讨POMF和SF的较优混杂比例。因此，有必要综合考虑力学性能和流动性等多方面情况，进一步开发关于混杂POMF/SF超高性能混凝土及其制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土及其制备方法，以解决现有技术中混凝土抗拉强度低，韧性差，易开裂，早期强度低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是由以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土，以单位体积质量计，由包含以下原料制备而成：
[0007]水泥809kg/m3；石英砂1079kg/m3；硅灰270kg/m3；水177kg/m3；减水剂21.6kg/m3；钢纤维(SF)0～236kg/m3；共聚甲醛纤维(POMF)0～43kg/m3。
[0008]优选的，在上述一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土中，所述的钢纤维(SF)长度为13mm，直径为0.2mm，密度为7.85g/cm3，抗拉强度为2600MPa，弹性模量为200GPa，共聚甲醛纤维(POMF)长度为12mm，直径为0.1mm，密度为1.41g/cm3，抗拉强度为686MPa，弹性模量为7.5GPa。
[0009]优选的，在上述一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土中，所述的石英砂粒径
20
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４0和70
‑
140目的各占一半。
[0010]优选的，在上述一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土中，所述的水泥采用为PIL525R普通硅酸盐。
[0011]优选的，在上述一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土中，所述的减水剂为聚羧酸醚类高效减水剂。
[0012]优选的，在上述一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土中，所述的硅灰是粒径为50～100μm的二氧化硅(SiO2)粉末，加入硅灰可以填充水泥砂浆中的毛细孔，减少混凝土的渗透性和渗透性所引起的腐蚀问题，提高混凝土的耐化性。
[0013]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0014]本专利技术在混凝土配方中掺入混杂POMF/BF，能够有效延缓新裂缝的出现并阻止原有缺陷的扩展，从而提高混凝土的抗裂能力和耐久性。即使混凝土发生开裂，纤维也能够横跨裂缝承受拉应力，使混凝土具有一定的延性。同时，掺入纤维还可以提高水泥基体的密实性，防止外界水分侵入。
[0015]本专利技术制备的混凝土在力学性能方面有较大的提高，主要体现在抗拉强度、抗折强度以及韧性等反面。混杂POMF/BF的弹性模量和抗拉强度较大，纤维和混凝土之间通过粘结力和机械咬合力共同承受拉力，提高混凝土的承载力。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土的制备方法，其包括以下步骤：
[0017](1)将称好的水泥、硅灰和石英砂投入混凝土搅拌器，搅拌3min，得到混凝土粉料预混合物；
[0018](2)先加入2/3的水和减水剂搅拌6min，随后加入剩余的水和减水剂搅拌3min，得到流动的基体；
[0019](3)同时加入两种纤维搅拌6min，得到混凝土浆料；
[0020](4)将混凝土浆料成型、养护、得到掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土。
[0021]优选的，在步骤(3)中，在混杂POMF/SF投入混凝土搅拌机前，先将纤维装在袋中，利用高压气枪对混凝土进行吹散处理，以减少纤维的成团现象，使纤维在混凝土搅拌器中更易拌合，保证纤维在混凝土中分布更加的均匀。
[0022]本专利技术生产过程简单，易于实施，可直接投入实际工程当中应用。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案以及优点更加的清楚明白，以下将通过具体实施，对本专利技术作进一步详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0024]以下所得的混凝土的抗压强度以及弹性模量是依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/50081
‑
2002进行测试，流动性根据GB/T2419采用跳桌实验进行评估。
[0025]实施例1：
[0026]本实施例提供一种混杂POMF/SF的超高性能混凝土，原材料配比(1m3混凝土的材料用量)如表1所示：
[0027]表1：混杂POMF/SF超高性能混凝土配合比设计(kg/m3)
[0028]水泥石英砂硅灰水减水剂SFPOMF
809107927017721.600
[0029]制备方法包括以下步骤：
[0030](1)将称好的水泥、硅灰和石英砂投入混凝土搅拌器，搅拌3min，得到混凝土粉料预混合物；
[0031](2)先加入2/3的水和减水剂搅拌6min，随后加入剩余的水和减水剂搅拌3min，得到流动的基体；
[0032](3)同时加入两种纤维搅拌6min，得到混凝土浆料；
[0033](4)将混凝土浆料倒入模具(150mm
×
150mm
×
150mm立方体模具，共浇筑12个模具)，使用振动台和人工插导至密实，抹平后覆盖塑料薄膜养护28天，得到掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土。
[0034]实施例2：
[0035]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土及其制备方法，其特征在于，以单位体积质量计，由包含以下组分的原料制备而成：水泥809kg/m3；石英砂1079kg/m3；硅灰270kg/m3；水177kg/m3；减水剂21.6kg/m3；钢纤维(SF)0～236kg/m3；共聚甲醛纤维(POMF)0～43kg/m3。2.根据权利要求1所述的一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土，其特征在于，所述的水泥采用的是PIL525R普通硅酸盐。3.根据权利要求1所述的一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土，其特征在于，所述的石英砂粒径包括20
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40目和70
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140目的，各一半。4.根据权利要求1所述的一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸醚类高效减水剂，主要由聚羧酸和聚乙二醇，其质量比为1∶1.5。5.根据权利要求1所述的一种掺入混杂POMF/SF的超高性能混凝土，其特征在于，所述的硅灰是粒径为50～100μm的二氧化硅(SiO2)粉末。6.根据权利要求1所述的一种掺入混杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沛宗，彭雨琪，江振兴，杨泽铭，陈润生，张杰，廖蔚彬，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：