[發明專利]一種抗侵徹超高性能混凝土

在審

• 申請號: 201510274565.3
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104909652A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 方秦;吳昊;宮俊;劉建忠;張倩倩
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/48
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰;朱顯國

技術領域

本發明屬于混凝土材料技術領域，尤其是涉及一種具備優異抗侵徹能力的超高性能混凝土及其制備方法。

背景技術

混凝土材料廣泛應用于防護工程的建設，其抗侵徹能力對于防護工程的安全性有著重要影響。

然而，目前的防護工程多采用普通強度(C30～C50)等級的混凝土或者普通纖維增強混凝土，其抗侵徹能力相對較弱，而現有的超高強混凝土脆性大，無法適應現代戰爭對防護工程高抗力、特別是高抗侵徹能力的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗侵徹超高性能混凝土，具備優良的抗侵徹能力和物理性能。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種抗侵徹超高性能混凝土，其特征在于，每立方米成品混凝土中各組分及重量含量為：

所述重量單位為kg。

優選地，所述剛玉粗骨料的粒徑范圍為5～75mm。

最佳地，所述剛玉粗骨料的粒徑范圍為35-45mm。

本發明產品的制備過程為：

首先將膠材和細骨料倒入強制式攪拌機，攪拌2-3min至均勻；

然后倒入粗骨料，攪拌攪拌1min；

加入減水劑和水，攪拌3min；

緩緩倒入鋼纖維，攪拌3min至均勻出料，即可制得本發明所述的抗侵徹超高性能混凝土。

本發明的原理在于：

研究表明：混凝土強度低于150MPa時，其抗侵徹能力隨著混凝土強度的提高而增強，但當混凝土強度高于150MPa時，強度的提高對于混凝土抗侵徹性能的影響較小，而混凝土的成本隨著強度增強而提高，所以本發明的抗侵徹超高性能混凝土強度范圍限定在在120～150MPa；

另外，研究表明：鋼纖維對于混凝土的抗侵徹深度影響不大，但可以有效減小開坑面積和開坑體積。所以本發明的抗侵徹超高性能混凝土鋼纖維體積含量為2％，換算成重量含量為每立方米成品混凝土含160kg。

再則，研究表明表明：混凝土中的粗骨料對于混凝土的抗侵徹性能影響很大，所以本發明的抗侵徹超高性能混凝土粗骨料采用硬度極高的一級棕剛玉碎石。

本發明根據上述研究成果，通過大量實驗，不斷調整混凝土配合比，確定最優鋼纖維含量和骨料粒徑，利用剛玉骨料超高強的力學性能和超高性能鋼纖維增強混凝土強度高，韌性好，工作性能優異等優點，制備出了具有優異抗侵徹能力的超高性能鋼纖維增強混凝土。

通過上述技術方案的運用，本發明具有下列優點：

1、物理性能好：通過控制材料用量、水膠比和減水劑用量，使混凝土的立方體抗壓強度達到120～150MPa，同時具有良好的流動性；

2、抗壓強度大、脆性?。嚎箟簭姸冗_到130MPa，同時彎曲強度達到13.22MPa，克服了現有超高強混凝土抗壓強度大時脆性大的矛盾。

3、抗侵徹能力高：通過加入超高強剛玉碎石，使得超高性能剛玉骨料鋼纖維增強混凝土的抗侵徹性能較超高性能玄武巖骨料鋼纖維增強混凝土提高了25％～64％，較C60高強混凝土提高了33％～70％，具備優異的抗侵徹能力。

具體實施方式

為便于理解及驗證本發明，下面結合實施例對本發明做進一步描述。

本發明實施例中所用材料均為市售，具體為：

水泥是標號為江蘇小野田公司生產的PI52.5等級的硅酸鹽水泥；

硅灰為中國Elkem上海公司生產的硅灰，密度2.1g/cm³，比表面積20500m²/kg；

粉煤灰為江蘇南通電廠生產的一級粉煤灰，密度2.7g/cm³；

礦粉為南京江南水泥有限公司生產的礦渣，密度2.8g/cm³；

砂為南京地區精選細砂，細度模數為1.6-2.2；

剛玉骨料為一級棕剛玉，粒徑分為5-20mm、35-45mm和65-75mm三種；

減水劑為江蘇蘇博特新材料有限公司生產的聚羧酸高效減水劑，減水率超過40％；

鋼纖維為江蘇蘇博特公司生產的微細型鋼纖維，直徑0.175mm，長13mm，彈性模量210GPa，抗拉強度1.8Gpa。

本發明下述各實施例采用相同的制備工藝。

首先將膠材和細骨料倒入強制式攪拌機，攪拌2-3min至均勻；

然后倒入粗骨料，攪拌攪拌1min；

加入減水劑和水，攪拌3min；