[發(fā)明專(zhuān)利]玄武巖和聚乙烯醇混雜纖維混凝土及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711128865.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107721317A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;龔飛;王成成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/04
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/04;C04B111/20;C04B111/34
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種改性混凝土,本發(fā)明也涉及的是一種改性混凝土的制備方法。具體地說(shuō)是一種纖維改性混凝土及制備方法。

背景技術(shù)

混凝土是一種具有低抗拉強(qiáng)度和低拉伸應(yīng)變極限的復(fù)合材料。一般情況下，纖維的加入可以顯著地提高混凝土的工程性能，如拉伸，彎曲，沖擊性能，疲勞和磨損強(qiáng)度，變形能力，韌性和開(kāi)裂后的承載能力。由于高耐腐蝕性、高韌性和足夠的耐久性，纖維混凝土(FRC)尤為廣泛地應(yīng)用在軍事和海洋領(lǐng)域，例如在強(qiáng)化結(jié)構(gòu)、抗爆結(jié)構(gòu)、海洋平臺(tái)、海底石油工程開(kāi)發(fā)等。

各種類(lèi)型的纖維可用于水泥和混凝土的復(fù)合材料，如鋼或有機(jī)纖維。在目前所使用的纖維中，鋼纖維具有高的彈性模量和剛度，因此鋼纖維的加入對(duì)提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和韌性是有效的。但鋼纖維容易生銹。加入鋼纖維的混凝土可以提高混凝土結(jié)構(gòu)重量和導(dǎo)致混合時(shí)的球化效應(yīng)，從而混凝土的工作性有所下降。玻璃纖維對(duì)堿性條件有很高的敏感性。具有化學(xué)惰性并且較硬的碳纖維具有高成本和各向異性的缺點(diǎn)。合成纖維，主要是聚合物纖維等，通常有低的彈性模量，低熔點(diǎn)，與無(wú)機(jī)基質(zhì)的界面結(jié)合差的缺點(diǎn)。新材料提供了在混凝土復(fù)合材料創(chuàng)新應(yīng)用的承諾。

公開(kāi)號(hào)為CN1686906A、名稱(chēng)為《高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土》的專(zhuān)利文件所公開(kāi)的技術(shù)方案中,所用的纖維為碳纖維、鋼纖維,其中用碳纖維來(lái)提高強(qiáng)度不僅價(jià)格昂貴更難以適應(yīng)工程上大量使用,鋼纖維不僅存在易銹蝕的致命問(wèn)題,而且用量大也間接提高了工程造價(jià)難以大量推廣公開(kāi)號(hào)為CN102584137A、名稱(chēng)為《一種多元低彈模混雜纖維增強(qiáng)再生混凝土制備方法》的專(zhuān)利文件所公開(kāi)的技術(shù)方案中,主要目的在于廢物利用,對(duì)混凝土自身性能改善較小,所使用的低彈模纖維只能在混凝土硬化前期起到阻裂的效果,強(qiáng)度方面的貢獻(xiàn)微小,耐久性方面的性能更是未提及。因此,從耐久性方面和工程造價(jià)方面考慮有必要對(duì)現(xiàn)有纖維混凝土做進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的在于提供一種纖維用量少，價(jià)格便宜，能在滿足強(qiáng)度要求的前提下提高混凝土的耐久性、降低工程造價(jià)的玄武巖和聚乙烯醇(PVA)混雜纖維混凝土。本發(fā)明的目的還在于提供一種玄武巖和PVA混雜纖維混凝土的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種玄武巖和聚乙烯醇混雜纖維混凝土，是在混凝土基質(zhì)中，摻有占混凝土基質(zhì)體積分?jǐn)?shù)0.05％的玄武巖纖維和0.05％的聚乙烯醇纖維。

其中，所述的混凝土基質(zhì)，在1立方所述混凝土基質(zhì)中有：43-45kg粉煤灰、391-393kg水泥、1208-1210kg石子、518-520kg砂子、168-170kg水、4-5kg減水劑。

所述玄武巖纖維為短切纖維，單絲直徑15-30um，長(zhǎng)度20-25mm，抗拉強(qiáng)度大于等于2000MPa，彈性模量大于等于85GPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于等于2.5％。

所述聚乙烯醇纖維為短切纖維，單絲直徑15-30um，長(zhǎng)度20-25mm，抗拉強(qiáng)度大于等于1200MPa，彈性模量大于等于35GPa，斷裂伸長(zhǎng)率6-8％。

本發(fā)明的玄武巖和聚乙烯醇混雜纖維混凝土的制備方法如下：

1)將砂子和石子投入到攪拌機(jī)中攪拌60-80s；

2)投入水泥和粉煤灰并攪拌60-80s；

3)將水和減水劑充分混合并加入攪拌機(jī)攪拌120-150s，得到混凝土基質(zhì)；

4)預(yù)先將武巖纖維與聚乙烯醇纖維兩種纖維混合并使兩種纖維高度分散后，將其均勻撒入步驟3)所得混凝土基質(zhì)中并攪拌120-150s，即得到玄武巖和聚乙烯醇混雜纖維混凝土；

其中，43-45kg/m³粉煤灰、391-393kg/m³水泥、1208-1210kg/m³石子、518-520kg/m³砂子、168-170kg/m³水、4-5kg/m³減水劑，玄武巖纖維1.3-1.5kg/m³和PVA纖維0.6-0.8kg/m³。