[发明专利]具有高抗冲击性的耐火混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及具有高抗冲击性的耐火混凝土，更具体而言，涉及通过向混凝土材料中加入有机纤维而制备的具有高抗冲击性的耐火混凝土，由此可降低混合混凝土时的不便、解决成本增加的问题并有效防止其爆裂。

背景技术

通常，在建筑隧道和地基等中所用的混凝土等水泥材料需要具有高强度和/或韧性，目前具有高韧性的钢纤维增强混凝土被用于各种用途中。然而，这种钢纤维增强混凝土不能充分抑制细裂纹，而细裂纹是导致混凝土耐久性劣化的重要原因。

虽然细裂纹最初不会影响混凝土的结构性能，但是它们会导致渗水性的提高，而渗水性又会引起钢纤维的腐蚀，并在经历反复冻融时促进结构劣化。

另外，为了显著降低混凝土的火灾损失，需要具有理想耐火性能的混凝土材料。因此，已试图进行研究和应用以满足上述需求。

例如，国际未审查专利申请第W0/99/28267号公开了一种含有金属纤维的超高性能混凝土。然而，金属纤维会因其高电导率而对耐火性能产生负面影响，引起火灾事件中的混凝土散裂问题，尽管其对混凝土结构性能的改善具有有利影响。

另外，韩国未审查专利申请第2006-0086110号公开了一种包含钢纤维以及具有所需长度和直径的有机纤维的混凝土材料，所述长度和直径中至少有一种不同于钢纤维的长度和直径，其中所述混凝土材料具有高达100MPa的抗压强度和高达10Mpa的挠曲强度。然而，这种混凝土材料虽然具有良好的挠曲强度和/或挠曲韧性，但遇到了高成本的问题。

发明内容

因此，本发明旨在解决以上问题，并且本发明的目的是提供具有高抗冲击性的耐火混凝土(通常称作“耐火高性能混凝土”)，所述耐火混凝土能够防止建筑物在火灾事件中散裂，同时在制造上又经济可行，其中，较低熔点的纤维最先在混凝土中熔化以形成水汽的排出通道，较高熔点的其它纤维因火灾进展过程中温度的升高而熔化，从而形成残留水汽的另外的排出通道，由此即使向混凝土中加入少量纤维时也能表现出优异的防散裂效果。

为实现上述目的，本发明提供了包含有机纤维和水泥、沙子、砾石、水和混合材的耐火高性能混凝土，其中，所述有机纤维包含高熔点纤维和低熔点纤维，所述低熔点纤维的横截面积和体积分数分别为所述高熔点纤维的1～144倍和0.5～576倍。

根据本发明的示例性实施方式，低熔点纤维可以是聚丙烯纤维，高熔点纤维可以是尼龙纤维。

根据本发明的另一示例性实施方式，聚丙烯纤维可具有20μm～60μm的直径和10mm～20mm的长度，尼龙纤维可以具有5μm～20μm的直径和5mm～20mm的长度。

根据本发明的另一示例性实施方式，相对于耐火混凝土的总体积，所用有机纤维的量可以为0.03体积％～0.2体积％。

根据本发明的再一实施方式，聚丙烯纤维与尼龙纤维的相对体积比可以为1∶9～9∶1。

如上所述，本发明的耐火高性能混凝土的特征在于，在火灾事件中，较低熔点的纤维首先在混凝土中熔化以形成水汽的排出通道，然后，较高熔点的纤维在火灾进展过程中在混凝土中熔化，从而形成残留水汽的另外的排出通道。因此，即使向混凝土中加入少量纤维时，本发明的混凝土也能表现出优异的防散裂效果，由此获得材料成本降低的经济优势。此外，还可以确保最终的混凝土产品的流动性，从而改善其操作性。

附图说明

通过与附图一同提供的以下详细描述，将更明确地理解本发明的上述及其它目的、特征和其它优点，附图中：

图1是说明使用本发明的耐火高性能混凝土制造的柱体的截面图；

图2显示的是根据KS F 2257-1的标准加热曲线；

图3显示的是本发明的实施例1中制备的耐火高性能混凝土的温度时间曲线；

图4显示的是本发明的实施例2中制备的另一耐火高性能混凝土的温度时间曲线；

图5是实施例1中制造的耐火高性能混凝土结构体的前、后、左、右侧的照片，所述照片在耐火实验之后拍摄；和

图6是实施例2中制造的另一耐火高性能混凝土结构体的前、后、左、右侧的照片，所述照片在耐火实验之后拍摄。

具体实施方式

接下来将详细描述本发明。

当高层建筑物发生火灾时，由于主要用于建筑物的混凝土具有致密的内部构造，因此难以释放建筑物内部产生的水汽。在此情况下，当混凝土内部构造中捕集的水汽的压力超出恒定的上限时，混凝土将发生爆炸性破碎和散射。