[發(fā)明專利]一種沙漠砂PVA纖維高性能混凝土

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• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107915444A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 車佳玲;劉海峰;韓冠生;李權(quán)威;王丹;柴立志;楊淑娟;王中陽;陳宙穎
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11640
• 代理人: 宋濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明混凝土制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是沙漠砂PVA纖維高性能混凝土。

背景技術(shù)

混凝土是建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的材料，混凝土建筑結(jié)構(gòu)頻繁受沖擊載荷和地震作用，這些外力的作用會造成建筑建構(gòu)出現(xiàn)不同程度乃至斷裂破壞，改善混凝土材料的性能對提高建筑結(jié)構(gòu)整體的性能有重要的作用，目前我國使用混凝土在性能上有所提高，但也存在以下缺陷：

1)對骨質(zhì)材料等的過渡開采，致使環(huán)境受破壞。隨著科學(xué)技術(shù)的進步、國民生活水平日益提高，為滿足混凝土高延性、耐久性，整體提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，大量消耗能源開采天然砂石骨料，對環(huán)境造成嚴重破壞。近年來，我國處于大規(guī)模基礎(chǔ)工程建設(shè)時期，既能提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，也能保證不對自然環(huán)境破壞且能變廢為寶的混凝土，是后續(xù)工程結(jié)構(gòu)的一項重要研究與發(fā)展方向。

2)混凝土制備成本較高、性能提高不顯著。當(dāng)前我國西部地區(qū)正處于城市基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的高峰期，對于大型橋梁工程、鐵路工程、市政工程中高性能混凝土被廣泛應(yīng)用，高性能混凝土與普通混凝土相比膠凝材料用量較大，制作成本較高，然而混凝土的抗壓強度提高后，其抗拉、抗剪強度相對較低，延性相對較差，從而降低了混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。傳統(tǒng)混凝土所采用的天然砂是河、湖等天然水域中形成和堆積的巖石碎屑，近幾年來混凝土使用量越來越大，天然砂資源基本枯竭，再者對于西北沙漠地區(qū)和沙地地區(qū)來講，沙漠砂資源非常豐富，但建筑材料資源短缺和運輸成本費較高，增加了建設(shè)成本。制備輕質(zhì)環(huán)保、高延性的混凝土是亟待解決的問題。

3)混凝土的制備過程環(huán)保效果差，整體造價高。近年來，PVA纖維混凝土發(fā)展迅速，被廣泛在大型實際工程中。PVA纖維具有模量高、耐火性好，耐磨且抗酸堿，與水泥、石膏等基材具有良好的結(jié)合性，且無污染、無毒、對人體無害的綠色建材，目前，國內(nèi)在制備材料方向沒有取得更好的發(fā)展方向，如果能夠就地取材，用沙漠砂代替部分河砂，粉煤灰代替部分水泥，合理利用廉價的地方資源，最大限度和高效利用工業(yè)廢渣，制備出輕質(zhì)環(huán)保、高延性的混凝土，對于降低當(dāng)?shù)毓こ淘靸r、保護當(dāng)?shù)丨h(huán)境和合理開發(fā)利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源都具有重要意義。

4)建筑工程常采用的混凝土是由沙、水泥、石等材料組成，工業(yè)每生產(chǎn)一噸水泥要排放1噸二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害氣體，污染自然環(huán)境，對人體有害。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供的一種沙漠砂PVA纖維高性能混凝土及其制備方法，采用精確沙漠砂PVA纖維高性能混凝土配合比，用沙漠砂代替部分河砂，就地取材，充分利用沙漠資源。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案；

一種沙漠砂PVA纖維高性能混凝土，所述高性能混凝土的組成為水、水泥、粉煤灰、砂，所述砂由河砂與沙漠砂組成，其質(zhì)量比為(0.9～0.7):(0.1～ 0.3)，其中，按質(zhì)量百分比計，水：水泥：粉煤灰：砂＝1：1.875：1.25：1.125；以水、水泥、粉煤灰、砂混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的摻量是混凝土體積的2％。

可選的，所述水泥P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，所述粉煤灰為Ⅰ級粉煤灰。

可選的，所述混凝土中添加有減水率為30％聚羧酸高性能減水劑，所述減水劑添加量為所述水、水泥、粉煤灰、河砂、總質(zhì)量的0.03％～0.3％。

可選的，所述PVA纖維為高強高模聚乙醇纖維，其直徑D＝0.031mm,密度為1300kg/m³，強度為1600MPa,楊氏模量≥380GPa。

可選的，所述河砂為水洗河砂，其直徑Dmax＝1.18mm，所述沙漠砂平均直徑為0.238mm。

一種沙漠砂PVA纖維高性能混凝土制備方法，包括以下步驟：

S1:將按比例稱取水泥、河砂與沙漠砂倒入攪拌機中，攪拌1分鐘，然后將稱取粉煤灰倒入攪拌機中攪拌2分鐘；

S2:按比例稱取的減水劑和水，將減水劑倒入水中使其減水劑充分的分散開后，再將其倒入攪拌機中攪拌2分鐘；

S3:將按比例稱取PVA纖維加入后，在攪拌4分鐘后，即得所述沙漠砂PVA 纖維高性能混凝土。

可選的，S2水溫度為5～35℃；

可選的，S3中，PVA纖維必須均勻的分散在材料中，以發(fā)揮PVA纖維的韌性，在攪拌過程中將所述PVA纖維加工至呈現(xiàn)毛絮狀再攪拌過程中分次緩慢加入，使PVA纖維均勻分散在材料中，提高PVA纖維混凝土的延性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：