[發明專利]一種具有低收縮高延性的細石骨料混凝土

在審

• 申請號: 201910368895.7
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110105011A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 黃志義;陳文華;張偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種具有低收縮高延性的細石骨料混凝土，屬于建筑材料技術領域，解決目前水泥混凝土韌性差和當前水泥基復合材料成本高的問題，通過摻雜活性礦物摻合料和混雜纖維優化其力學性能，并摻細石骨料到達降低造價的目的。該細石骨料混凝土主要是由水泥、粉煤灰、工業廢渣、細石骨料、混雜纖維、外加劑以及水組成。本發明通過優化基礎配合比，配制出收縮應變小于800με、抗壓強度大于55MPa、彎曲強度大于6MPa的細石骨料混凝土。此外，本發明材料具有強度高，性能穩定，抗沖擊能力強、綠色以及廉價的優點，能適用于道路與橋梁工程中的各種復雜受荷結構，如橋梁合攏段、橋面鋪裝，伸縮縫，濕接縫等，適合進行廣泛的推廣。

技術領域

本發明屬于建筑工程材料領域，尤其涉及一種具有低收縮高延性的細石骨料混凝土。

背景技術

普通混凝土材料由于具有脆性大、易開裂等缺點，在道路與橋梁工程的服役過程中，例如伸縮縫、濕接縫以及橋面鋪裝等，往往由于混凝土材料的延性差，極限拉應變低、抗沖擊性能不足以及疲勞性能較差，而使結構或部件容易在荷載作用下發生破壞，嚴重影響結構的安全性和美觀性。隨著混凝土材料技術的不斷發展，各類金屬纖維、無機纖維和有機纖維在混凝土材料中得到廣泛的應用，對材料的增韌、阻裂起到了一定的效果。但是由于材料配比和施工工藝的限制，傳統混凝土材料中的纖維摻量十分有限，使得材料在承載產生裂縫以后會瞬間散失承載能力。

目前，國內外學者對高韌性混凝土進行了廣泛的研究。美國密歇根大學的VictorLi教授在其早期的研究過程中，希望通過采用一種具有應變硬化特性的水泥基材料來替代受彎構件中的混凝土，以期使結構在荷載作用下的裂縫寬度能控制在極小的范圍內，從而降低外界侵蝕介質對混凝土中鋼筋的銹蝕，以保證鋼筋混凝土結構具有更高的耐久性。而在此后的研究中，VictorLi教授等人對這種在單軸拉伸作用下能產生應變硬化特性的材料進行了系統的研究，并以ECC(Engineeringed cementitious composites)作為該類型材料的名稱。通常情況下，ECC在單軸拉伸荷載作用下的拉伸應變能穩定的達到3％及以上，而且其在加載過程中將裂縫無害化分散為細密的飽和裂縫，能使最大裂縫寬度不大于100μm。

但是目前，由于ECC材料的生產成本高昂，而且由于其在材料組成上未使用粗骨料，導致正常養護條件下所形成的強度提高有限，基體水化過程中產生的干縮較大，而且材料硬化后的彈性模量較低，與既有結構間的協同受力作用也較差，阻礙了其在工程應用中的廣泛推廣。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有低收縮高延性的細石骨料混凝土。該材料能同時具有較高的力學性能、延性破壞能力、低收縮性以及廉價等特性，具有低收縮性、高延性、綠色以及廉價等特性，能適用于道路與橋梁工程中的各種復雜受荷結構，如橋梁合攏段、橋面鋪裝，伸縮縫，濕接縫等。

為了實現上述技術目標，本發明是通過以下技術方案來實現的：一種具有低收縮高延性的細石骨料混凝土，通過以下方法制備得到：

(1)按重量份計，稱取水泥30～50份，粉煤灰30～40份，粒化高爐礦渣10～20份，外加劑9.6～10.2份，細石骨料40～50份，水30～40份，以質量計，混雜纖維為總質量的1～3％，所述混雜纖維由親水性聚乙烯醇纖維、鋼纖維、聚丙烯纖維中的兩種按任意配比混合組成；

(2)將水泥、粒化高爐礦渣、粉煤灰、細石骨料以及外加劑攪拌至混合均勻；然后加入水，繼續攪拌至物料達到流動狀態；最后投入混雜纖維，攪拌使其均勻地分散在材料中，得到具有低收縮高延性的細石骨料混凝土。

進一步地，所述細石骨料為粒徑不大于5mm的碎石。

進一步地，所述水泥為硅酸鹽水泥。

進一步地，所述硅酸鹽水泥的強度等級為52.5。

進一步地，所述粉煤灰為F類I級粉煤灰。