[发明专利]一种超高强度和高黏结性能纤维增强混凝土及其制备方法

说明书

一种超高强度和高黏结性能纤维增强混凝土及其制备方法，该纤维增强混凝土按以下重量比配制：水泥：水：硅灰：石英粉：石英砂1：石英砂2：石英砂3：石英砂4：减水剂：钢纤维＝850：180‑200:180‑210:200:127:190:222:317:20‑30:150‑250。其制备方法为：先将全部的石英砂、水泥和硅灰依次倒入搅拌机，搅拌；加入水和减水剂，搅拌；加入钢纤维，搅拌，出料。该混凝土在室外养护28天的条件下，抗压强度≥140MPa，与变形钢筋的黏结强度≥60MPa，大幅度地提高混凝土的抗压强度，钢筋与混凝土的黏结强度，可以极大提高钢筋混凝土构件配筋率，减小保护层厚度，提高结构构件的承载能力和耐久性，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种室外养护条件下的超高强度和高黏结性能纤维增强混凝土及其制备方法。

背景技术

自1824年波特兰水泥的发明以来，混凝土就因其易成型、价格便宜等得到了迅速的应用，其用量之大，适用范围之广堪居世界之最。尽管混凝土是一种传统的人造建筑材料，但因其具有不可取代的优越性(原料丰富、生产工艺简单、性价比高等优点)以及混凝土材料科学与技术的不断进步，混凝土已成为土木工程用材的主体，在未来的土木工程和国家建设中也将是不可缺少的主材之一。但是，随着城市规模的不断扩大，人口的不断增多，地价的不断升高，建筑所处环境的严酷化，建筑技术的不断进步，建筑物越来越向空中、地下、水中及海洋中延伸，建筑向着(超)高化、(超)大跨化、地下化、轻量化及重型结构的方向发展，这就对混凝土这种建筑材料的要求也越来越高，传统的混凝土作为建筑材料的固有缺点愈发地表现出来，例如普通混凝土抗压、抗拉强度低，韧性差，耐久性差等缺点都极大地限制了普通混凝土的应用，因此，混凝土的超高强化和超耐久化的研究和实践成为该领域的发展趋势。

我国处在地震断裂带上，属于地震多发国家，近年来我国经历了数次比较大的地震，比如：2008年5月12日汶川发生的8级巨大地震、2010年4月14日青海玉树发生的7.1级地震、2013年4月20日，四川庐山发生的7.0级地震、2014年8月3日，云南鲁甸发生的6.5级地震等，都在一定程度上给国家和人民带来了灾难与损失，很多受灾人民在地震中死去，其中一个主要的原因是由于房屋的倒塌。这就对我国的建筑结构抗震水平提出了更高的要求，传统的混凝土具有抗拉强度低、延性差、易开裂导致混凝土剥落等缺点不利于结构抗震，高性能纤维增强混凝土在一定程度上克服了普通混凝土的这些缺点，是一种较为理想的抗震材料。

近年来建筑结构向高层、超高层，大跨和重型化方向发展，并且很多结构暴露在海边、冻融地区、侵蚀性大气等恶劣环境中，这就对混凝土材料和构件的力学性能、耐久性等提出了更高的要求，传统的混凝土材料强度低、延性和耐久性差，显然已经不能满足要求，于是越来越多的国内外学者着手研究高性能混凝土。高性能混凝土包括高强高性能混凝土和高性能纤维增强混凝土，高强高性能混凝土具有抗压强度高、高抗渗性、良好的耐久性和工作性等优良性能，但是高强高性能混凝土的缺陷是脆性大、抗拉强度低，为了改善它的受拉延性，研究人员在其基体中加入纤维(合成纤维或者钢纤维)，研制出了高性能纤维增强混凝土，高性能纤维增强混凝土不仅抗压、抗拉强度高，黏结强度、韧性和耐久性都得到了极大地提升，并且配制高性能混凝土利用了粉煤灰和硅粉等工业废料，具有可持续发展性，所以高性能纤维增强混凝土具有广阔的应用前景。