[發明專利]高韌高粘結性C120強度的高強纖維混凝土及制備方法

有效

• 申請號: 202011012708.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN113185211B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 鄭山鎖;龍立;阮升;明銘;董晉琦;劉華;賀金川;李亞輝;鄭捷;王斌;董立國;李磊;鄭躍;張曉輝
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種高韌高粘結性C120強度的高強纖維混凝土，其特征在于，混凝土包括下述質量份數的原料：

水泥425份、砂715份、碎石990份、粉煤灰88份、秸稈灰60份、硅灰30份、納米二氧化硅3.8份、羧基改性聚乙烯醇聚合物20份、水130份、減水劑12份、激發劑13.3份、消泡劑2.2份、減縮劑10份、苧麻纖維5.4份、玄武巖纖維9份、CaCO₃晶須18份；

所述苧麻纖維為堿處理烘干后精干麻纖維，長度為40-50mm，直徑為30μm-40μm，抗拉強度≥766MPa，彈性模量≥9.1GPa，斷裂延伸率達到8.9%，比重為1.54-1.55g/cm³；

所述玄武巖纖維長度為12mm，直徑為7μm-15μm，抗拉強度≥3000MPa，彈性模量≥91GPa，比重為2.63-2.65?g/cm³；

所述CaCO₃晶須長度為20μm-30μm，直徑為0.5μm-2μm，抗拉強度≥3000MPa，彈性模量≥410GPa，比重為2.86?g/cm³；

所述激發劑采用有機-無機復合激發劑，復合激發劑按照下述質量百分比計的原料復配而成：

二水石膏57%、氯化鈣41.2%、三乙醇胺1.8%；

羧基改性聚乙烯醇聚合物按質量百分比的原料制備而成：羧基改性聚乙烯醇38.5%，水60%，聚丙烯酸酯消泡劑1.5%，具體的，將質量百分比38.5%的羧基改性聚乙烯醇放入60%的水中，常溫下靜置30min使其充分溶脹，隨后，置于95℃的恒溫水槽中加熱溶解，再加入1.5%的聚丙烯酸酯消泡劑，不斷攪拌直至形成均勻透明溶液，即為羧基改性聚乙烯醇聚合物；所述羧基改性聚乙烯醇聚合度為2400，醇解度99%，羧/羥摩爾比為3/97，pH=7；

C120強度的高強纖維混凝土的28d立方體抗壓強度達127.89MPa，抗折強度達33.90MPa，劈裂抗拉強度達14.72MPa，與型鋼之間的粘結強度達6.72MPa，氯離子遷移系數達17×10^-14m²/s。

2.根據權利要求1所述的高韌高粘結性C120強度的高強纖維混凝土，其特征在于，所述水泥為P?O52.5R級普通硅酸鹽水泥；

所述碎石選擇質量比為1:1的級配良好、致密堅硬、表面粗糙的石灰石和玄武巖碎石，粒徑范圍為5mm-15mm，將連續粒級的5-10mm、10-15mm的所述碎石按照7:3的質量比混合使用；

所述粉煤灰采用電廠優質Ⅰ級粉煤灰，其45μm方孔篩篩余不大于12%，需水量比不大于95%，比表面積大于400m²/kg；

所述減水劑是聚羧酸系高性能減水劑，固含量為20%，減水劑的減水率在30%以上。

3.根據權利要求1所述的高韌高粘結性C120強度的高強纖維混凝土，其特征在于，所述秸稈灰是由玉米秸稈的成熟莖干在600-820℃的溫度下焚燒，再經過去鉀處理，隨后使用球磨機研磨20min制得，其二氧化硅含量大于82.3%，平均粒徑為6-15μm，比表面積大于10m²/g。

4.根據權利要求3所述的高韌高粘結性C120強度的高強纖維混凝土，其特征在于，所述秸稈灰去鉀處理方法，包括如下步驟：

1）將秸稈灰置于蒸餾水中攪拌浸泡，隨后靜置，倒去上層清液后繼續加蒸餾水攪拌浸泡，重復此過程5次以上，浸泡時間持續一周；

2）最后一次將上層清液倒去后，用蒸餾水加熱至90℃保溫15-20min，保溫結束后再加蒸餾水浸泡，重復步驟1）；

3）將步驟1）、2）按順序再重復兩次；

4）最后60℃保溫2h，將上層清液倒去后，烘干備用。

5.根據權利要求1所述的高韌高粘結性C120強度的高強纖維混凝土，其特征在于，所述硅灰中的二氧化硅含量大于92%，平均粒徑為0.1μm-0.26μm，比表面積大于20m²/g；

所述納米二氧化硅為氣相法制得高純度納米二氧化硅，其純度大于99%，平均粒徑為10nm-40nm，比表面積大于130m²/g。