[發明專利]一種高強度水泥混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 202211298565.3
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115368106B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 郝志江;王彥明;杜立云;霍衛國;李保柱;范永智
• 申請（專利權）人: 保定中聯水泥有限公司
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B14/48;C04B24/12;C04B20/02
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產權代理有限公司 16117
• 代理人: 劉化帥

本發明公開了一種高強度水泥混凝土及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。高強度水泥混凝土，包括以下重量份數的原料：水泥200~220份、水玻璃20~30份、粉煤灰30~40份、碎石450~550份、石英砂250~260份、高嶺土20~30份、復合鋼纖維（改性超短鋼纖維和螺紋型短鋼纖維）15~20份、二乙烯三胺五乙酸鈉8~10份、減水劑3.2~3.8份。本發明的高強度水泥混凝土在具有較高的抗壓強度（51.2~53.1MPa）的同時，也具有較高的抗折強度（12.5~13.6MPa），解決了水泥混凝土韌性差這一技術難題，使水泥混凝土材料在高強度和高韌性方面實現了平衡與統一。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，特別是涉及一種高強度水泥混凝土及其制備方法。

背景技術

混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料、顆粒狀集料（也稱為骨料）、水、以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經均勻攪拌，密實成型，養護硬化而成的一種人工石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點，因此，使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業，機械工業，海洋的開發，地熱工程等，混凝土也是重要的材料。

隨著混凝土組成材料的不斷發展，人們對混凝土的性能要求不僅僅局限于抗壓強度，而是在立足強度的基礎上，更加注重混凝土的耐久性、抗沖擊性能及抗折強度，混凝土各項性能指標的要求比以前更明確、細化和具體。為了提高混凝土的抗折強度，較為普遍的做法是提高超細鋼纖維摻量或者多重纖維混摻。但當鋼纖維摻量較大時，混凝土基本沒有工作性可言，施工性能極差，無法實際應用；當采用多重纖維混摻時，由于多種纖維在混合摻入狀態下不能同步工作，導致無疊加增強作用。因此，無法在保證混凝土施工性能的同時，顯著提升混凝土的抗折強度。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度水泥混凝土及其制備方法，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明的技術方案之一：一種高強度水泥混凝土，包括以下重量份數的原料：水泥200~220份、水玻璃20~30份、粉煤灰30~40份、碎石450~550份、石英砂250~260份、高嶺土20~30份、復合鋼纖維15~20份、二乙烯三胺五乙酸鈉8~10份、減水劑3.2~3.8份；

所述復合鋼纖維包括改性超短鋼纖維和螺紋型短鋼纖維。

二乙烯三胺五乙酸鈉能夠有效激發粉煤灰的活性，從而提高混凝土的強度，并且二乙烯三胺五乙酸鈉遇水后，會形成大量的羧基和羥基，由于分子間作用力，這些極性基團可以吸附到水泥顆粒表面，能夠破壞非活性材料表面光滑、致密的Si-O-Si鍵和Si-O-Al鍵及其網絡結構，使晶體結構產生缺陷，加速其解離和水化，從而能夠最大限度提高混凝土的抗壓強度和抗折強度。

進一步地，所述水泥為硅酸鹽水泥，牌號為P.O.42.5；所述水玻璃的模數為1.8~2.8；所述粉煤灰為Ⅰ級粉煤灰，比表面積為600~700m²/kg。

進一步地，所述碎石為玄武巖或花崗巖，粒徑為10~13mm；所述石英砂的粒徑為0.4~0.7mm；所述高嶺土的粒徑為3~5μm；所述減水劑為聚羧酸系減水劑。

進一步地，所述螺紋型短鋼纖維的有效直徑為0.45mm，長度為30mm，抗拉強度為485MPa。

進一步地，所述改性超短鋼纖維和螺紋型短鋼纖維的重量比為1~3:1。

進一步地，所述改性超短鋼纖維的制備具體包括：

（1）將超短鋼纖維加入硅烷偶聯劑溶液中反應，反應完成后干燥，得到預處理的超短鋼纖維；

（2）將所述預處理的超短鋼纖維與相容劑、熱塑性樹脂進行熔融共混，得到所述改性超短鋼纖維。