[发明专利]一种沙漠砂钢纤维高性能混凝土

说明书

本发明公开了一种沙漠砂钢纤维高性能混凝土，制备时各质量的配比为——水：水泥：粉煤灰：砂为1：1.47：1.47：1.059，沙漠砂的替代质量为砂子的10％、20％、30％、40％，钢纤维的掺量是混凝土体积的1.5％，聚羧酸高性能减水剂的掺量为混凝土质量的0.055％。本发明用沙漠砂代替一部分河砂，粉煤灰替代部分水泥，不含粗骨料，加入钢纤维，制备出轻质环保、高强度、较高延性的混凝土，对于降低当地工程造价、保护当地环境和合理开发利用当地自然资源具有重要意义。

技术领域

本发明混凝土制备技术领域，特别是沙漠砂钢纤维高性能混凝土。

背景技术

混凝土是建筑结构中使用最广泛的材料，混凝土建筑结构频繁受冲击载荷和地震作用，这些外力的作用会造成建筑建构出现不同程度乃至断裂破坏，改善混凝土材料的性能对提高建筑结构整体的性能有重要的作用，目前我国使用混凝土在性能上有所提高，但也存在以下缺陷：

1)对骨质材料等的过渡开采，致使环境受破坏。随着科学技术的进步、国民生活水平日益提高，为满足混凝土高延性、耐久性，整体提高建筑结构的抗震性能，大量消耗能源开采天然砂石骨料，对环境造成严重破坏。近年来，我国处于大规模基础工程建设时期，既能提高建筑结构抗震性能，也能保证不对自然环境破坏且能变废为宝的混凝土，是后续工程结构的一项重要研究与发展方向。

2)混凝土制备成本较高、性能提高不显著。当前我国西部地区正处于城市基础建设发展的高峰期，对于大型桥梁工程、铁路工程、市政工程中高性能混凝土被广泛应用，高性能混凝土与普通混凝土相比胶凝材料用量较大，制作成本较高，然而混凝土的抗压强度提高后，其抗拉、抗剪强度相对较低，延性相对较差，从而降低了混凝土结构的抗震性能。传统混凝土所采用的天然砂是河、湖等天然水域中形成和堆积的岩石碎屑，近几年来混凝土使用量越来越大，天然砂资源基本枯竭，再者对于西北沙漠地区和沙地地区来讲，沙漠砂资源非常丰富，但建筑材料资源短缺和运输成本费较高，增加了建设成本。制备轻质环保、高延性的混凝土是亟待解决的问题。

3)混凝土的制备过程环保效果差，整体造价高。近些年来，钢纤维应其强度高、价格相对低廉，对基体强度增强增韧显著，被广泛应用于混凝土、砂浆等基体材料中。如果能够就地取材，合理利用廉价的地方资源，最大限度和高效利用工业废渣，制备出轻质环保、高强度、较高延性的混凝土，对于降低当地工程造价、保护当地环境和合理开发利用当地自然资源都具有重要意义。

4)建筑工程常采用的混凝土是由沙、水泥、石等材料组成，工业每生产一吨水泥要排放1吨二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害气体，污染自然环境，对人体有害。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供的一种沙漠砂钢纤维高性能混凝土及其制备方法，采用精确钢纤维高强度混凝土配合比，用沙漠砂部分代替河砂，就地取材，充分利用沙漠资源。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种沙漠砂钢纤维高性能混凝土，所述混凝土的组成为水、水泥、粉煤灰、砂，所述砂由河砂与沙漠砂组成，其质量比为(0.9～0.6)：(0.1～0.4) 其中，按质量百分比计，水：水泥：粉煤灰：砂＝1：1.47：1.47：1.059；以水、水泥、粉煤灰、砂混合均匀后的总体积为基数，钢纤维的掺量是混凝土体积的1.5％；

可选的，所述水泥P.O 42.5普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。

可选的，所述混凝土中添加有减水率为30％聚羧酸高性能减水剂，所述减水剂添加量为所述水、水泥、粉煤灰、河砂、总质量的0.055％。

可选的，所述钢纤维直径为0.2mm,长度为13mm。

可选的，所述河砂为黄河水洗河砂，其直径Dmax＝1.18mm，所述沙漠砂平均直径为0.238mm。