[发明专利]一种混杂纤维增强自密实高强混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混杂纤维增强自密实高强混凝土，各组分及其用量包括：水泥405～420份，粉煤灰155～170份，砂806～815份，石872～890份，减水剂8～10份，水152～160份，镀铜钢纤维20～40份，改性碳酸钙晶须0.5～1.0份，玄武岩纤维2～3份。本发明采用多种类和多尺度混杂纤维体系，同时对碳酸钙晶须进行表面改性，将其应用于制备自密实混凝土，可有效兼顾良好的力学性能、力学性能和自密实性能；且涉及的制备方法较简单、适合推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混杂纤维增强自密实高强混凝土及其制备方法。

背景技术

自密实混凝土具有无需振捣，能降低施工过程中的噪音，营造良好的工作环境，减轻施工工人的劳动强度，加快施工进程等优点，同时可有效避免混凝土在施工过程中由于过振和漏振而引起的泛浆和麻面等问题，在工程建设中得到了广泛的应用。但由于自密实混凝土表面水分蒸发、散失，内部水分向表面迁移，使其内部出现拉应力，当自密实混凝土内部的塑性收缩产生的拉应力超过极限拉应力时，自密实混凝土内部就会出现裂缝。

此外，在我国新疆地区的大型建设工程应用中，由于风沙大和日照强，混凝土水份蒸发速率加速，收缩变形和开裂风险增加等因素制约，在要求自密实混凝土具有较高的强度同时，必须同时具备更优异的抗裂性能。为减少因混凝土材料自身缺陷而导致的工程事故，必须有效提高混凝土材料的韧性、延性、耐久性及动态力学性能，有效手段之一是掺加纤维材料。混凝土中使用不同类型的纤维，可有效提高混凝土的力学和抗裂性能。但在混凝土中引入微米或毫米级直径的纤维通常会进一步增加混凝土的孔隙率；同时大部分纤维存在分散性差、与水泥基体粘结性差等问题，会进一步影响抗裂和自密实等性能。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种混杂纤维增强自密实高强混凝土，它兼具优异的工作性能、力学性能和抗裂性能；且涉及的制备方法较简单、成本较低，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种混杂纤维增强自密实高强混凝土，各组分及其用量包括(重量份数计，下同)：水泥405～420份，粉煤灰155～170份，砂806～815份，石872～890份，减水剂8～10份，水152～160份，镀铜钢纤维20～40份，改性碳酸钙晶须0.5～1.0份，玄武岩纤维2～3份。

上述方案中，所述改性碳酸钙晶须的制备方法包括如下步骤：

1)将3～5重量份的碳酸钙晶须置于三口烧瓶中，加入300～500重量份水中进行超声分散，加入0.2～0.6重量份乙烯基硅烷偶联剂搅拌15～20min，抽滤、干燥后备用；

2)称取1～3重量份步骤1)所得碳酸钙晶须置于三口烧瓶中，加入120～200重量份无水乙醇(溶剂)混合均匀，再加入3～5重量份聚乙二醇溶液，在55～70℃下磁力搅拌20～30min；然后加入2～4重量份引发剂，引发聚乙二醇与表面有机化碳酸钙晶须进行聚合反应，在60～75℃下聚合反应30～50min，待反应结束后过滤并在80～90℃下干燥，即得所述改性碳酸钙晶须。

上述方案中，所述碳酸钙晶须直径为0.5～2μm，长度为20～30μm。

上述方案中，所述乙烯基硅烷偶联剂可选用乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷或乙烯基甲基二甲氧基硅烷等。

上述方案中，所述超声分散时间为20～30min。

上述方案中，所述聚乙二醇溶液(水溶液)的浓度为30～40wt％。

上述方案中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯等。

上述方案中，所述镀铜钢纤维的直径为0.18～0.23mm，长度为12～14mm。