[发明专利]一种非晶合金纤维增强混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金纤维增强混凝土及其制备方法，首次提出将短切非晶合金纤维(金属玻璃带)均匀添加到混凝土基体中配制成高强耐腐蚀的非晶合金纤维增强混凝土，属于混凝土技术领域。

背景技术

海洋恶劣环境下混凝土构造物经常过早损坏，远达不到要求的服役寿命，需花大量财力进行维修补强，带来巨大经济损失。2003年的《中国腐蚀调查报告》表明，我国年腐蚀损失约为5000亿元，占我国GDP的6％，可见，研制具有优良抗裂及抗腐蚀特性的混凝土材料，有效提高海工建筑物的耐久性，降低结构全寿命期投入的经济费用，是当前迫切需要解决的一个科学问题。

掺入纤维是提高混凝土基体韧性、抗冲击性和抑制其收缩开裂的一种有效途径。目前混凝土常用纤维有钢纤维、聚丙烯纤维和聚丙烯腈等。但钢纤维存在造价高、比重大、不易分散和易锈蚀等问题。聚丙烯纤维也存在价格高、强度和模量低、与水泥基体粘结差等缺点。因而探索新型纤维、配制高性能纤维混凝土是纤维增强水泥基材料发展的重要方向之一。

非晶合金纤维又称金属玻璃带，是一种带状非晶材料，因其优异的力学、抗腐蚀特性及特殊电磁性已广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器等零部件。但作为短切掺和纤维均匀添加到混凝土基体中配制成高强、耐腐蚀的非晶合金纤维增强混凝土在国内尚属首例。

非晶合金纤维增强混凝土良好的抗弯性能和抗腐蚀性能，使其更适用于长期暴露在恶劣海洋环境中的港口、码头、近海平台等特殊领域。本发明提出的非晶合金纤维增强混凝土可有效改善海工结构的耐久性，增加其使用寿命，不仅具有重要的科学价值，也具有明显的经济社会效益。

发明内容

目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种非晶合金纤维增强混凝土及其制备方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种非晶合金纤维增强混凝土，其特征在于，将非晶合金纤维均匀添加到混凝土基体中配制而成，以混凝土为基体，各组份配合比为：水泥400-460kg/m³，砂610-760kg/m³，碎石2100-2500kg/m³，减水剂2.25-4.0kg/m³，非晶合金纤维14.4-72kg/m³，水130-160kg/m³。

所述的非晶合金纤维增强混凝土，其特征在于：所述砂为中粗砂，其细度模数为3.7-2.3，公称直径5mm筛孔累计筛余量不大于10％。

所述的非晶合金纤维增强混凝土，其特征在于：所述减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物，减水剂的减水率为20％-25％。

所述的非晶合金纤维增强混凝土，其特征在于：所述非晶合金纤维为短切非晶合金纤维，在混凝土基体内乱向均匀分散，其密度7.0-7.2g/cm³，厚度0.02-0.03mm，宽度1-3mm，长度15-40mm，抗拉强度1800-2000MPa。

所述的非晶合金纤维增强混凝土，其特征在于：所述混凝土为海工C40混凝土。

作为优选方案，所述的非晶合金纤维增强混凝土，其特征在于：所述非晶合金纤维43.2-72kg/m³。

上述的非晶合金纤维增强混凝土的制备方法，包括以下步骤：

1)将片状长条非晶合金带材剪切成15-40mm长度得非晶合金纤维，掺加到混凝土基体中，以短切、乱向、不连续并确保在混凝土基体中均匀分布的方式做增强材料；

2)按照所述配合比称取各组份重量，首先将碎石、砂子和水泥依次加入到混凝土搅拌机中干拌均匀，然后加入非晶合金纤维搅拌1-2分钟至分散均匀，最后加入减水剂和水，搅拌2-3min至混合均匀得混凝土拌合物，保证非晶合金纤维在基体中均匀分散；

3)采用振动成型方法成型，将混凝土拌合物一次装入试模，装料时用抹刀沿试模内壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模上口，振动持续到混凝土表面出浆为止；

4)成型后在试模表面覆盖薄膜，12-48h后脱模，以防止水分蒸发，并在20℃±5℃的室内静置12-48h，然后拆模并编号，拆模后的试件放入标准养护室中养护至规定龄期，即得非晶合金纤维增强混凝土。