[发明专利]级配钢纤维顶升混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土的配制，具体是一种级配钢纤维顶升混凝土及其制备方法。

背景技术

常规钢管拱用钢纤维混凝土工程实例几乎没有，而且钢纤维混凝土施工时均采用自上而下的灌注方式（如机场跑道、路面铺装、管柱灌注等），主要以增加混凝土抗裂性能，减少开裂。传统钢纤维混凝土配合比为水泥400、水180、砂916、碎石1076、钢纤维78（体积率1.0%），外加剂1.5%，坍落度40mm，

传统钢纤维混凝土存在以下不足：

1、工作性能差，无法长距离泵送、顶升；钢纤维分布不均匀，劈裂抗拉强度低，难以满足特殊设计施工要求（新工艺、大跨度钢管拱钢纤维混凝土）；

2、钢纤维掺量均在较低的范围，一般为0.5%-1.0%（体积百分率）；

3、混凝土泵送性能差，一般的钢纤维混凝土只能采用自上而下的灌注方式填充结构物，导致其内部结构不密实，影响结构整体质量，且钢纤维掺量低，分布不均匀，劈裂抗拉强度相对都比较低。

发明内容

本发明为了解决常规钢纤维混凝土施工性能差，钢纤维分布不均匀，结构实体不密实，不适用于泵送及高工作性能混凝土施工的问题，提供一种级配钢纤维顶升混凝土及其制备方法。

为解决上述问题，本发明提供一种级配钢纤维顶升混凝土，由以下质量配比的原料制成：水176-182，P·O52.5水泥460-470，I级粉煤灰70-80，I型膨胀剂48-55，细度模数2.4-2.7之间的河砂900-915，5-20mm连续级配碎石605-625，聚羧酸减水剂9.85-10.45，长径比≥50的、抗拉强度1000级的钢纤维130-140，钢纤维采用30mm、25mm和13mm 三种规格，三种规格的钢纤维的质量比为30mm:25mm:13mm=1:0.31:0.31。以上原料均为市场上公开出售的产品，I型膨胀剂至少可采用天津豹鸣股份有限公司生产的I型膨胀剂水中，其7d限制膨胀率为0.025%，空气中21d限制膨胀率为-0.020%，其余指标与II型相同。

本发明还提供一种制备上述级配钢纤维顶升混凝土的方法，包括以下步骤：钢纤维共分五次加入搅拌机内与河砂和碎石拌合，钢纤维第一次加入量为：30mm钢纤维总质量的1/4、25mm钢纤维总质量的1/5、13mm钢纤维总质量的1/5，第二次、第三次、第四次加入量均与第一次相同，第五次的加入量为25mm钢纤维总质量的1/5、13mm钢纤维总质量的1/5，河砂、碎石和钢纤维全部加入后，拌合30s；再按照配合比依次将水泥、粉煤灰、膨胀剂加入搅拌机，干拌80-100s；将称量好的聚羧酸减水剂溶入称量好的水中，保证外加剂的分散均匀，然后将水和聚羧酸减水剂的混合物加入搅拌机内，搅拌180s，搅拌均匀后下料。

本发明通过级配钢纤维混凝土，克服了单一钢纤维混凝土工作性能和力学性能较差的弊端，能够改善普通钢纤维混凝土的均匀性、和易性及抗裂性能，充分发挥钢纤维在混凝土中的纤维增强机理作用。采用三种不同规格钢纤维配制出高掺量、高工作性能、力学性能（抗拉强度高）、耐久性能的级配钢纤维混凝土，与分批加入钢纤维的方法相结合使钢纤维均匀分布，除能满足常规施工要求外，还能满足泵送顶升工艺要求。表1为顶升级配钢纤维混凝土主要技术指标。

                                                    表1                                       

具体实施方式

级配钢纤维顶升混凝土的原料：水176-182，低碱、P·O52.5水泥460-470、氯离子＜0.06%，I级粉煤灰70-80、需水量比≤90%，I型膨胀剂48-55、碱含量＜0.5%，细度模数2.4-2.7之间的河砂900-915、含泥量≤1.5%、氯离子≤0.01%，5-20mm连续级配碎石605-625、含泥量＜0.5%、氯离子≤0.01%，聚羧酸减水剂9.85-10.45、减水率≥40%、氯离子＜0.5%，长径比≥50的、抗拉强度1000级的钢纤维130-140、端钩型，钢纤维采用30mm、25mm和13mm 三种规格，三种规格的钢纤维的质量比为30mm:25mm:13mm=1:0.31:0.31。