[發明專利]一種高抗拉強度混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202010155929.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111333377A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 宋衛民;吳昊;徐子浩;徐飛;鄧子成;張淼淼
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B28/24
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發明公開了一種高抗拉強度混凝土及其制備方法，原料按照質量份數，包括有：42.5級普通水泥600～850份，粉煤灰50～100份，鋼纖維60～120，碳纖維10～20，粗骨料500～650份，砂250～400份，水200～240份，減水劑8～12份，羥乙基纖維素4～6份，NaOH 8～12份。本發明的混凝土組份中同時摻雜了鋼纖維和碳纖維，兩種纖維的參合能夠充分發揮金屬纖維和塑料纖維的共同作用，同時不同尺寸的鋼纖維和碳纖維也能發揮積極的混雜效應，可以顯著提高混凝土的抗拉強度；這種纖維添加方式能夠從細觀到宏觀對微裂紋和宏觀裂紋起到抑制作用。本發明針對性強、可操作性強，能夠保證混凝土質量的穩定性，能夠提高混凝土的耐久性，具有顯著的社會效益、經濟效益和環境效益。

技術領域

本發明屬于混凝土材料技術領域，具體涉及一種高抗拉強度混凝土及其制備方法。

背景技術

混凝土是應用于基礎建設領域最為廣泛的一種工程材料。但是混凝土是一種典型的具有高抗壓、抵抗拉強度的材料。混凝土抗拉強度低的事實是導致混凝土結構破壞的一個重要因素，嚴重制約了混凝土的應用。纖維增強可以提高混凝土的抗拉強度，提高混凝土結構的耐久性。目前，纖維增強混凝土一般是摻加一種纖維，對抗拉強度的提高非常有限。纖維混凝土的配制技術復雜，生產難度較大。纖維會在一定程度上影響新拌混凝土的工作性能，進而影響混凝土的強度和耐久性。不同種類、不同尺寸的纖維對混凝土的工作性能的影響存在差異。

目前，纖維混凝土的配制往往只針對單一品種的纖維，復摻碳纖維和鋼纖維的混凝土生產工藝更加復雜。影響高纖維混凝土配制的因素有很多，例如原材料和外加劑的種類和用量、生產工藝、纖維種類和用量等，要獲得高抗拉強度的混凝土，就必須采取合理的生產工藝。

廢棄建筑材料以及工業副產品的資源化再生利用是目前環境保護的必然要求。目前，煤電廠以及其他工業生產過程中產生了大量的粉煤灰，對資源和環境帶來的嚴重的負擔。工業煉鋼過程中產生的鋼渣也是目前不容忽視的一個廢棄物來源。鋼鐵企業廢渣的處理和資源化利用問題也越來越受到重視。將粉煤灰和鋼渣應用于建筑材料領域是廢棄材料資源化利用的一個重要途徑。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用多種纖維和某些廢棄資源為原料的高抗拉強度混凝土及其制備方法。

本發明這種高抗拉強度混凝土，原料按照質量份數，包括有：

42.5級普通水泥600～850份，粉煤灰50～100份，鋼纖維60～120，碳纖維10～20，粗骨料500～650份，砂250～400份，水200～240份，減水劑8～12份，羥乙基纖維素4～6份，NaOH 8～12份。

所述的高抗拉強度混凝土，原料按照質量份數，還包括有硅膠0～200份。

所述的高抗拉強度混凝土，原料按照質量份數，還包括有鋼渣0～100份。

所述的高抗拉強度混凝土，原料按照質量份數，還包括有超吸水性樹脂0～10份。

所述粉煤灰為滿足GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求的I級灰；硅膠為細孔硅膠，比表面積為650～750m²/g；減水劑為減縮型聚羧酸減水劑，減水率為30～45％；所述鋼纖維抗拉強度為1.2GPa，長度為25～40mm；所述碳纖維抗拉強度為3.0GPa，長度為5～10mm。

所述的鋼渣比表面積為300～450m²/kg，密度為2.8～3.4g/cm³，活性指數符合GB/T20491-2006《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》技術要求；超吸水性樹脂為白色顆粒，粒徑分布為30-500μm之間，公稱粒徑為250μm，生理鹽水吸水量為50～80mL/g。