[发明专利]一种掺杂增强混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土工程材料技术领域，更具体地说，涉及一种广泛应用于桥梁、道路的掺杂增强混凝土及其制备方法。

背景技术

纤维增强混凝土FRC是以水泥浆、砂浆或混凝土为基材，以纤维为增强材料组成的一种复合材料。在基体中掺入抗拉强度高、延伸率大的纤维可以有效限制在外力作用下，水泥基体中裂纹的扩展。在受载初期，基体和纤维共同承受外力，其中前者是外力的主要承受者；但当基体开裂后，横跨裂缝的纤维变为外力的主要承受者，从而有效阻止了裂纹的迅速扩展。这种掺杂纤维的存在，从微观机制上改变了基体的力学性能，并可以按使用要求来设计材料，这使得纤维增强混凝土有着出色的应用前景，对其的研究也成为混凝土研究的热点。

目前，钢纤维混凝土是纤维混凝土中最重要的发展方向之一。钢纤维混凝土是以混凝土为基体，以随机乱向分布于混凝土基体中的钢纤维作为增强材料组成的复合材料。钢纤维在钢纤维混凝土中起到阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展，从而改善混凝土的变形能力、韧性，抗拉强度以及由主拉应力控制的抗弯、抗剪等强度。但是，现有技术中钢纤维的价格较为昂贵，这大大提高了钢纤维混凝土的制造成本，不利于其进一步推广使用。

针对钢纤维混凝土制造成本高的问题，现有技术中已有人提出使用金属切削废屑代替钢纤维来制造混凝土的技术方案，如公开号：CN103880341A，公开日为2014年6月25日，发明创造名称为：一种混凝土组合物和混凝土及其制备方法，该申请案公开了一种混凝土组合物和混凝土及其制备方法，混凝土组合物含有水泥、砂、石料、粉煤灰和铁屑，石料包含高钛重矿渣。该申请案的混凝土组合物具有成本低、对环境友好的优点。但是，该申请案的不足之处在于：采用上述方案制造的的混凝土制造工艺较复杂，且采用的石料包含高钛重矿渣，制造成本较高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明克服了现有钢纤维混凝土制造成本高的不足，提供了一种广泛应用于桥梁、道路的掺杂增强混凝土及其制备方法，有效回收利用了车削钢屑，并通过车削钢屑的合理掺杂得到了力学性能显著提升的掺杂增强混凝土，且其制造成本较低。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的掺杂增强混凝土，包括混凝土主料和钢屑，其中钢屑和混凝土主料的体积百分比为0.2~2：100。

作为本发明更进一步的改进，所述混凝土主料包括水泥、水、细集料和粗集料，其中水泥、水、细集料和粗集料的体积比1：0.45：1.3：2.6。

作为本发明更进一步的改进，所述钢屑长短不同，其中各种长度的钢屑重量百分比为：

长度为5~10mm的钢屑25~35%

长度为15~30mm的钢屑40~50%

长度为35~60mm的钢屑20~30%。

作为本发明更进一步的改进，所述钢屑的材料为45号钢。

作为本发明更进一步的改进，所述细集料为沙子，所述粗集料为碎石。

本发明的掺杂增强混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将钢屑进行分拣、剪切，得到长短不同的钢屑，然后依次经过清水、体积分数为0.2的洗洁精和体积分数为0.1的稀盐酸液三道清洗，最后烘干钢屑后备用；

步骤二：将步骤一中得到的钢屑投入放置有混凝土主料的拌合设备，搅拌均匀后出料，得到掺杂增强混凝土。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明利用车削钢屑掺杂到混凝土中，在不增加成本的前提下，得到了质量优良的掺杂增强混凝土，利用车削废料改善了混凝土的抗压强度、破坏载荷等力学性能，有效地解决了车削钢屑的回收利用问题，符合可持续发展战略的需要，符合节能环保的要求。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合具体的实施例和对比例对本发明作详细描述。

实施例1

将退火过的45号钢的车削钢屑进行分拣、剪切，得到长短不同的钢屑，其中控制各种长度的钢屑重量百分比为：

长度为5~10mm的钢屑25%

长度为15~30mm的钢屑45%

长度为35~60mm的钢屑30%