[发明专利]防裂抗渗超薄板壳管构件的纤维混凝土及配制方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及建筑新型薄板、薄壳、薄管应用技术领域，具体地，涉及一种防裂抗渗超薄板壳管构件的纤维混凝土及配制方法和应用。

背景技术

现有的混凝土板及壳构件具有重量大、体积大、防裂抗渗功能差等缺点，从而造成在制作、运输、安装、维护、安全等成本的增加且费工费力。耐久性问题一直以来是钢筋混凝土构件所面临的主要问题之一，普通的薄板、薄壳混凝土构件表面在外部自然环境、海洋环境以及地下环境影响下，其耐久性将面临严峻考验。

此外，对于水工构件、港海构件来说，抗裂和抗渗能力尤为重要，抗裂和抗渗能力的不足将严重影响构件的耐久性和使用寿命。

以上几点一直以来是民用建筑、水工构件、港海构件、桥涵隧洞等施工和使用过程中较难解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种防裂抗渗超薄板壳管构件的纤维混凝土及配制方法和应用，所述纤维混凝土及其构件具有优异的抗裂抗渗功能，拼装方便等性能，改善了利用传统混凝土配制的薄板及薄壳所带来的不利因素。

为实现以上目的，本发明的技术方案是：

根据本发明的第一方面，提供一种防裂抗渗超薄板壳管构件的纤维混凝土，所述纤维混凝土的组成成分包括水泥、活性矿物掺合料、细骨料、减水剂、增稠剂、水、消泡剂和纤维；其中：所述活性矿物掺合料包括硅灰和矿渣粉；所述细骨料为石英砂；所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；所述水泥：硅灰：矿渣粉：石英砂：水：减水剂：增稠剂质量比为1：(0.05～0.15)：(0.08～0.20)：(1.2～1.5)：(0.18～0.25)：(0.02～0.04)：(0.02～0.04)；所述消泡剂的体积掺量为减水剂掺量的4％～5％；所述纤维的体积掺量为整个混凝土的1.55％～3.7％。

优选的，所述纤维采用镀铜细钢纤维和聚丙烯纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维等非金属短纤维中的一种或一种以上混合。

更优选的，所述镀铜细钢纤维的长度在12～19mm之间，直径需≤240μm，体积掺量为1.5％～3.5％。

更优选的，所述非金属纤维的长度在12～19mm之间，体积掺量为0.05～0.2％。

优选的，所述石英砂的颗粒最大不超过0.5mm。

优选的，所述减水剂的减水率不低于25％。

对于纤维来说，太长在超薄构件中不宜均匀分布，容易产生一系列的内部缺陷，太短起到的效果不佳，且和混凝土之间，以及各纤维之间产生的协同作用较弱，同时这个长度的纤维也是市场上的常见纤维。对于直径的选择来说是一个道理，主要还是通过试验确定的最佳纤维尺寸，对混凝土性能的提高具有全面性。石英砂的粒径超过0.5mm时，对超薄构件中产生负面影响。减水剂的减水率是通过试验确定的最佳减水率。

本发明所述纤维混凝土的水泥基复合材料由水泥、活性矿物掺合料、细骨料、纤维、减水剂、消泡剂、水和增稠剂组成，其抗压强度≥160MPa；弹性模量≥42Gpa；抗折强度≥22MPa；抗弯极限强度≥26MPa；抗冲击强度≥15kJ/m²。

本发明所述水泥基复合材料的断裂韧性≥35000J/m²；测定的氯离子渗透性在5-10库仑间波动；300次快速冻融循环后，试样未起层；吸水率小于1％；根据抗渗要求，需密实性能较好，要求浇筑时水泥基复合材料的流动度≥25cm。

根据本发明的第二方面，提供一种防裂抗渗超薄板壳管构件的纤维混凝土的配制方法，所述方法包括如下步骤：

一、原材料的准备

将水泥、硅灰、矿渣粉、石英砂和水按规定比例进行称量，并控制误差范围不超过5‰；聚羧酸高效减水剂、消泡剂和纤维称量误差范围不超过2‰；称量结束后放置在器皿中，以免造成损失；

二、搅拌

先将水泥、硅灰、矿渣粉和石英砂放入搅拌容器中进行至少1min的干拌，至各材料均匀混合；将纤维分次加入搅拌容器，低速搅拌直到混合均匀；将减水剂、消泡剂和增稠剂溶于75％的水中，然后加入搅拌容器中，并快速搅拌至水与各类材料均匀混合；之后再将剩余的30％的水加入其中，并高速搅拌直至拌合物均与呈流态；

所述75％的水，30％的水，指的是占总用水量的水的体积百分含量；

所述低速搅拌的速度在150-250r/min，快速搅拌的速度在450-550r/min，高速搅拌的速度在1100-1300r/min。

优选地，所述低速搅拌至少1min，快速搅拌至少5min，高速搅拌至少5min。