一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法，包括硫酸钙晶须

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，特别涉及一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法
。

技术介绍

[0002]高强混凝土是目前现代化建设需求不可缺少的一种建筑材料，其具有高性能
、
节能省材和绿色环保的优点，但当高强混凝土结构在恶劣环境下长期服役时，由于其内部孔隙结构劣化及微裂缝扩展等原因导致其耐久性能下降，进而影响混凝土工程的安全性
。
晶须和纤维可从不同尺度抑制混凝土内部裂缝的扩展，并降低混凝土的孔隙率，改善混凝土结构的综合性能
。
玄武岩纤维是近年来新兴的一种环境友好型材料，具有高达
4150
～
4840MPa
的抗拉强度，还具有较高的耐腐蚀性
、
弹性模量及韧性
。
研究表明，短切玄武岩纤维可以改善混凝土的抗冻性能，而且对混凝土的微裂缝的开展有很好的抑制作用，但是对混凝土的抗压强度
、
抗折强度及抗氯离子渗透性增强效果不是很明显，过量的玄武岩纤维还可能会降低混凝土的抗氯离子渗透性
。
玄武岩纤维束与玄武岩纤维混掺可以大幅提高混凝土的力学性能，但由于纤维束直径较大无法填补混凝土原生孔隙，在混凝土制备过程中引入较多孔隙，劣化了混凝土的孔隙结构，二者混掺不当容易降低混凝土的抗氯离子渗透性
。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于为了至少解决以上提到现有技术存在的技术问题之一，提供一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法，提高混凝土的强度和抗氯离子渗透性能
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土，包括短切玄武岩纤维束和短切玄武岩纤维；该混凝土还包括：硫酸钙晶须，所述硫酸钙晶须的质量含量在
1%
～
3%
之间，长度设置在
50
～
200
μ
m
之间，直径设置在1～5μ
m
之间
。
[0005]进一步地，所述短切玄武岩纤维束的体积含量为
0.3%
，长度设置在
30mm
左右，直径设置在
0.2mm
左右，长径比设置在
150
左右
。
[0006]进一步地，所述短切玄武岩纤维束为圆柱形
。
[0007]进一步地，所述短切玄武岩纤维的体积含量为
0.15%
左右，长度设置在
18mm
左右，直径设置在
13
μ
m
左右
。
[0008]进一步地，该混凝土还包括骨料
、
胶凝材料和减水剂；骨料包括粗骨料和细骨料
。
[0009]进一步地，所述减水剂包括聚羧酸类减水剂
、
萘系减水剂
、
木钙类减水剂或者复合减水剂
。
[0010]另一方面，本专利技术提供如下技术方案：一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(a)、
将粗骨料
、
细骨料搅拌均匀，得到骨料混合料；
(b)、
将
1/3
短切玄武岩纤维加入骨料混合料中搅拌均匀，加入水泥搅拌均匀，再加入
1/3
短切玄武岩纤维搅拌均匀，随后加入硫酸钙晶须与部分水的悬浮液搅拌均匀，将剩余的水与减水剂加入混合料搅拌均匀，均匀加入剩余的短切玄武岩纤维搅拌均匀，得到晶须
‑
纤维
‑
骨料混合物；
(c)、
在混合物中缓慢均匀地加入玄武岩纤维束搅拌均匀，得到硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土
。
[0011]进一步地，包括以下步骤：
(a)、
将粗骨料
、
细骨料搅拌
15s
，搅拌均匀，得到骨料混合料；
(b)、
将
1/3
短切玄武岩纤维加入骨料混合料中搅拌
15s
，加入水泥继续搅拌
30s
，再加入
1/3
短切玄武岩纤维搅拌
30s
，随后加入硫酸钙晶须与部分水的悬浮液继续搅拌
1min
，将剩余的水与减水剂加入混合料搅拌
2min
，均匀加入剩余的短切玄武岩纤维搅拌
2min
得到晶须
‑
纤维
‑
骨料混合物；
(c)、
在混合物中缓慢均匀地加入玄武岩纤维束搅拌
30s
，得到硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土
。
[0012]进一步地，所述减水剂用量随纤维掺量的增加而增加
。
[0013]进一步地，还包括以下步骤：将新拌合好的混凝土迅速装入预先刷过脱模剂的试模中，放置在振动台上进行振捣，使其密实，用抹刀平整试件表面，养护成型，得到硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土制品
。
[0014]另一方面，本专利技术还提供如下技术方案：一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土制品，由本专利技术公开的硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土的制备方法制备得到
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术公开的硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土中，三种尺度的纤维均与混凝土有很好的相容性，短切玄武岩纤维束因其表面的粗糙特性与混凝土基体具有较强的结合力，对混凝土力学性能增强效果显著，而短切玄武岩纤维可以嵌入由玄武岩纤维束引入的孔隙，也因其较高的弹性模量，可以有效控制水化产物之间的位移，减少混凝土硬化过程中产生的微裂缝，有利于改善混凝土抗冻性能
。
硫酸钙晶须作为亚纳米级纤维，充分发挥其尺寸效应
、
物理填充效应及纤维特性，而且硫酸钙晶须可参与水泥水化反应生成钙矾石，进一步优化混凝土孔隙结构，提高混凝土抗氯离子渗透性
。
从多尺度纤维增强混凝土机理方面考虑，在混凝土的裂缝发展阶段，晶须
、
纤维和纤维束分别从微观
、
细观和宏观尺度抑制裂缝的发展，以此增强混凝土的性能
。
三种纤维取长补短，在不同受力阶段发挥正向混掺效应来增强混凝土，硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土的抗压强度提高
9%
以上，劈裂抗拉强度提高
40%
以上，抗折强度提高
25%
以上，氯离子渗透系数降低
9%
以上，抗冻性（冻融循环后的抗压强度）提高
40%
以上
。
具体实施方式
[0016]在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土，包括短切玄武岩纤维束和短切玄武岩纤维；其特征在于，该混凝土还包括：硫酸钙晶须，所述硫酸钙晶须的质量含量在
1%
～
3%
之间，长度设置在
50
～
200
μ
m
之间，直径设置在1～5μ
m
之间
。2.
根据权利要求1所述的硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，该混凝土还包括骨料
、
胶凝材料和减水剂；骨料包括粗骨料和细骨料
。3.
根据权利要求2所述的硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸类减水剂
、
萘系减水剂
、
木钙类减水剂或者复合减水剂
。4.
根据权利要求2或3所述的硫酸钙晶须混杂玄武岩纤维增强混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)、
将粗骨料
、
细骨料搅拌均匀，得到骨料混合料；
(b)、
将
1/3
短切玄武岩纤维加入骨料混合料中搅拌均匀，加入水泥搅拌均匀，再加入
1/3
短切玄武岩纤维搅拌均匀，随后加入硫酸钙晶须与部分水的悬浮液搅拌均匀，将剩余的水与减水剂加入混合料搅拌均匀，均匀加入剩余的短切玄武岩纤维搅拌均匀，得到晶须
‑
纤维
‑
骨料混合物；
(c)、
在混合物中缓慢均匀地加入玄武岩纤维束...

【专利技术属性】
技术研发人员：李趁趁，张普，邢枭男，马娇，唐明虎，陈安雷，魏非凡，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：