[发明专利]钢纤维保温混凝土及其应用和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢纤维保温混凝土，特别涉及一种具有高抗拉、抗弯、抗压强度和保温性能的混凝土以及该混凝土的应用和制备方法，属于混凝土及其制备技术领域。

背景技术

目前，国内外的建筑结构93%以上为钢筋混凝土结构，并且这些建筑结构中所使用的混凝土为普通混凝土。普通混凝土具有较好的抗压性能，其抗拉、抗弯、抗裂性能、保温性能很差，因此为了改善混凝土的抗拉等性能，混凝土结构中加入了钢筋等金属材料；普通混凝土的导热系数较高，保温性能很差，导热系数达到1.8W/m·k左右，因此为使建筑满足人们和设备对室温的需求，外围结构都做内/外保温层等有效措施来减少室内外热交换，以达到保温的效果。

为改善普通混凝土的抗拉、抗弯、抗裂性能和保温性能差等不足，建筑结构中需要增加钢筋的用量或提高钢筋等级，建筑内/外围结构增设保温层。而增加钢筋用量或提高钢筋等级最直接的问题就是增加了工程总造价。传统保温材料为有机保温材料，其制作时对环境污染严重并且易燃，带来很多不安全因素，造价也居高不下。这对于我国资源和能源都比较匮乏、环境严重污染的现状，无疑是一种极大的浪费和摧残。

减少钢筋混凝土结构中钢筋用量和保温系统是两个独立的工程，把两个工程放在一个混凝土工程中解决，不仅可以减少人力、物力和财力的支出，又减小了建筑材料制作时对环境的污染和对资源、能源的浪费。满足我国建设资源节约型和环境友好型社会的要求，同时也满足对结构节能和建筑节能的需求，极大的增加了结构的抗震性、安全性、保温性。目前，国内外关于同时具有高抗压、高抗拉、高抗弯、高抗裂和具有保温性能的混凝土的研究还没有报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有建筑结构中所使用的混凝土抗拉、抗弯和保温性能差等技术问题，而提供一种同时具有高抗拉、高抗弯、高抗裂和保温性能良好的钢纤维保温混凝土，并且提供了该混凝土的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钢纤维保温混凝土，由下列重量份数的原料制成：钢纤维2-50份，玻化微珠30-100份，水泥300-500份，石子1100-1400份，砂450-600份，水150-300份，外加剂0.2-4份，外掺料50-100份；其中，所述的外加剂可选用混凝土领域常用外加剂，如减水剂、缓凝剂等，所述的外掺料可选用混凝土领域常用外掺料，如粉煤灰、硅灰、矿渣等。

其中，所述的钢纤维的有效长度为10-60mm，直径或等效直径≥0.08mm。钢纤维是一种可以添加在混凝土中的高强度钢丝，不同种类的钢纤维添加在混凝土中都可以极大改善混凝土的力学性能，试验证明在混凝土中加入有效长度为10-60mm，直径（或等效直径）≥0.08mm的钢纤维，制作出的混凝土强度和保温性能都为最高。

所述的玻化微珠的粒径为0.1-2mm，导热系数为0.03-0.05W/m·K，吸水率＜40%，熔融温度1200℃。玻化微珠是添加在混凝土中的一种无机保温骨料，玻化微珠保温骨料和普通膨胀珍珠岩最大的区别在于玻化微珠吸水率远远低于膨胀珍珠岩，拥有低吸水率是混凝土的耐久性和达到较高的保温效果的最基本保证。而玻化微珠的粒径和混凝土强度的也有着密不可分的关系。大量试验证明，玻化微珠的堆积密度为110~130kg/m3，粒径为0.5-2.0mm，导热系数为0.03-0.05W/m·K，吸水率＜40%时制作出的钢纤维保温混凝土效果最好。

所述的钢纤维占混凝土的质量比为0.1-2%，玻化微珠占混凝土的质量比为1-5%。

所述的钢纤维保温混凝土的制备方法，包括如下步骤：本混凝土搅拌顺序为复式搅拌法，由于玻化微珠保温材料在搅拌过程中的吸水行为会直接影响拌合物的和易性，因此宜将玻化微珠进行预湿处理。首先将所述比例的玻化微珠和1/3的水投入搅拌机中，拌合20-50秒后，加入所述比例的外掺料对玻化微珠进行造壳搅拌，形成稳定的拌合料，其后再将所述比例的的水泥、石子、砂、钢纤维、外加剂和剩余水均匀投入搅拌机中，搅拌3-5分钟即得到钢纤维保温混凝土。