[發明專利]混合纖維混凝土

無效

• 申請號: 201010116108.9
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN101786816A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 黃真
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C04B16/06
• 分類號: C04B16/06;C04B14/48;C04B28/00;C04B28/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種建筑工程技術領域的材料，具體是一種混合纖維混凝土。

背景技術

混凝土作為建筑材料已有一百多年歷史。混凝土的優點是抗壓強度高、取材容易、易成型、價格低廉、可與鋼材結合制成各種承重構件。但是混凝土致命弱點為抗拉強度低、脆性大、易開裂、韌性差，從而降低混凝土結構的承載能力，縮短使用壽命，成為各種災難事故的隱患。

纖維增強混凝土是以混凝土為基體，纖維為增強材料所制成的水泥基復合材料的總稱。由于纖維可以很好地抑制裂縫的開展，并能改善混凝土多種性能，所以纖維增強混凝土是改善混凝土受力性能的有效方法。

但是長期以來，人們較多地關注單一纖維對混凝土的增強效果。事實上，不同種類的纖維，如鋼纖維、碳纖維、合成纖維和天然纖維等對混凝土的增強效果不同，甚至同樣種類不同形狀的纖維對混凝土的增強效果也不同，有些可以提高混凝土的初始開裂強度，防止混凝土早裂；有些可以提高混凝土開裂后殘余強度，限制裂縫寬度發展；有些有抗爆防火能力等。根據復合材料理論，通過不同纖維混合，它們之間性能互補，通過產生正混雜效應，可以達到一加一大于二的效果，從而產生性能可靠，且具有較好經濟社會效益的新型高性能復合材料。

經對現有的技術文獻檢索發現，中國專利文獻號CN1472157A，公開日2004-2-4，記載了一種“高韌性混雜纖維混凝土及其制備方法”，通過在普通混凝土中混雜微細碳纖維、鋼纖維和分散劑，使混凝土改善為高韌性的混凝土。但是該技術中采用的碳纖維價格昂貴，難于使用，同時該技術僅提升混凝土的韌性，不能全面提升混凝土的各項性能，如抗拉強度、抗沖擊性能、防火抗爆性能等。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種混合纖維混凝土，可以提升混凝土的韌性，而且可以提升混凝土抗拉強度、抗折強度、抗沖擊性能、防火抗爆性能等，同時具有造價經濟，易于施工的優點。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及的混合纖維混凝土的各組分及其體積百分比含量為：混凝土98.9％～99.6％、鋼絲型鋼纖維0.15～0.5％、銑削型鋼纖維0.15～0.5％、聚丙烯纖維0.1％。

所述的鋼絲型鋼纖維是指：采用國家的鋼纖維型號CW03-50/0.9-1000，鋼絲型鋼纖維斷面為圓形，鋼纖維兩端彎起，鋼纖維長度為50mm，直徑為0.9mm，抗拉強度為1000MPa；

所述的銑削型鋼纖維是指：采用國家的鋼纖維型號Ami04-32-600，銑削型鋼纖維斷面為不規則月牙形，一面光滑一面粗糙，鋼纖維兩端彎起，鋼纖維長度為32mm，等效直徑為1.0mm，抗拉強度為600MPa；

所述的聚丙烯纖維是指：單絲聚丙烯，長度為10mm，抗拉強度為500MPa。

所述的混凝土為C25～C50等級的普通混凝土，其含量及其組分為：水泥300～500kg/m³、砂500～800kg/m³、石700～1200kg/m³和減水劑0.5～2kg/m³，其中的水泥是指標號為32.5或42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；砂是指細度模數為2.3~3、平均粒徑為0.35~0.5mm的中等河砂；石是指最大直徑為20mm的級配碎石；減水劑是指木鈣為代表的普通減水劑。

本發明涉及上述的混合纖維混凝土的制備方法，包括以下步驟：

第一步確定混凝土配合比和纖維摻入體積比：根據所需配備的混凝土標號，采用試配法確定混凝土的材料配合比。同時確定摻入的兩種鋼纖維和一種聚丙烯纖維的體積比。

第二步備好所需材料：按混合纖維混凝土的材料配合比備好所需砂、石、水泥、兩種鋼纖維和一種聚丙烯纖維數量。

第三步干拌所需材料：將準備好的砂、石、水泥與兩種鋼纖維倒入攪拌機中，干拌均勻，然后再加入聚丙烯纖維干拌均勻。

第四步濕拌所需材料：按混凝土的材料配合比，在上述干拌均勻的材料中加入水和減水劑，攪拌均勻，至所需要的坍落度即可。

本發明具有以下優點：

利用銑削型鋼纖維混凝土的優點，提高混凝土的抗拉強度和初始開裂強度，防止混凝土開裂；

利用鋼絲型鋼纖維混凝土的優點，提高混凝土抗折強度和韌性，限制裂縫寬度；

利用聚丙烯纖維的優點，提高混凝土抵抗表面龜裂和抗爆防火能力；

通過本發明的混合纖維混凝土材料制備技術，可以獲得有益效果，通過產生正混雜效應，提高混凝土的抗拉強度、抗折強度、抗沖擊性能、防火抗爆性能等。