[发明专利]一种优化纤维细观参数的UHPFRC浇筑方法

说明书

本发明涉及一种优化纤维细观参数的UHPFRC浇筑方法，通过该方法制得的UHPFRC，其纤维的取向和分布较好，纤维的使用效率较高，其是在模具的一侧进行浇筑，保持新拌浇筑浆体浇筑高度为150‑200mm，浇筑距离600‑1000mm，所浇筑浆体的黏度范围值是4.40‑5.18Pa·S。本发明至少具有以下优点：该方法能优化纤维的取向与分布，提高混凝土中纤维的使用效率，当材料受到弯曲方向冲击时，纤维充当的在裂纹间的搭接桥梁作用能有较大提升，因此改善材料的抗弯性能，该制备方法所需原材料、装置简单易得、浇筑参数易控制，因此操作起来简单易行，通用性强。

技术领域

本发明属于超高性能纤维增强混凝土领域，尤其涉及一种优化纤维细观参数的UHPFRC浇筑方法，通过该方法制得的UHPFRC，其纤维的取向和分布较好，纤维的使用效率较高。

背景技术

超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)是一种新型的水泥基复合材料，具有优异的力学性能、耐久性能和韧性。钢纤维应用于UHPFRC可以提高它的延展性、韧性和抗弯抗剪强度，因为纤维充当裂缝间的桥梁作用，防止裂纹拓展。许多文献都报导过钢纤维在UHPFRC中的积极作用，包括对钢纤维掺量、形状、自身参数(长度、直径等)的研究。然而在大多数情况下，纤维都是直接随机的加入到混凝土中，纤维的分布和取向不明确，直接把他当成黑匣子来处理。部分文献指出，纤维的分布和取向(即纤维细观参数)是改善纤维增强混凝土性能和提高纤维使用效率的重要因素。B.Boulekbache,et al.(2016)发现纤维的分布和取向决定了纤维的各向异性。因此，为了提高纤维的使用效率，必须优化纤维的分布和取向。

事实上，有关研究学者在普通混凝土中已经研究过纤维的分布和取向等问题，并取得了一些研究成果。例如Torrents et al.and Al-Mattarneh研究发现可以通过磁场效应可以优化纤维的取向，但是由于钢纤维在磁场中被磁化并且相互吸引，纤维分布的均匀性会受到干扰，这会导致纤维增强混凝土力学性能的降低。因此应该寻求更优化的方法来控制纤维的取向和分布。同时，与普通混凝土相比，UHPFRC是一个比较复杂的体系，它的胶凝材料掺量较高、水胶比低、高性能减水剂掺量高，使得混凝土的黏度较高；其次UHPFRC中钢纤维的含量比普通的纤维增强混凝土高，掺量达到2％-3％。因此，现有的在普通混凝土中改善纤维分布和取向的方法不能应用于UHPFRC体系。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提出一种优化纤维细观参数的UHPFRC浇筑方法，通过本发明制备的超高性能纤维增强混凝土，既优化了纤维的分布和取向，提高了纤维的使用效率，又使得其抗弯强度得到较大提升。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种优化纤维细观参数的UHPFRC浇筑方法，其是在模具的一侧进行浇筑，保持新拌浇筑浆体浇筑高度为150-200mm，浇筑距离600-1000mm，所浇筑浆体的黏度范围值是4.40-5.18Pa·S。

按上述方案，新拌浇筑浆体的流动度范围在285-330mm。

按上述方案，所述的浇筑浆体的按以下步骤进行配合比优化：

1)确定制备UHPFRC所需固体组分原料，通过测试方法获得其粒径分布；

2)通过Matlab软件以及修正的安德森和安德烈森紧密堆积模型，计算得出各固体组分在紧密堆积下的体积比；

3)通过各固体组分的密度和每立方混凝土的质量估算出各固体组分的质量；

4)确定减水剂掺量及水胶比，得出配合比。

按上述方案，所述的步骤3)中每立方混凝土的固体质量为2100-2200kg。

按上述方案，所述步骤4)中减水剂掺量为3％-3.5％，水胶比范围为0.20-0.30。