[发明专利]一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种混凝土，尤其涉及一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法。所述混凝土包括：玄武岩纤维；所述玄武岩纤维是由玄武岩纤维单丝组成的纤维束，所述纤维束的直径为0.6‑0.9mm，长度为4‑5cm；所述玄武岩纤维单丝的直径不小于5μm，弹性模量不小于40GPa，抗拉强度不小于900MPa，密度不小于2100kg/m³；每立方米混凝土中，所述玄武岩纤维的掺量不小于5kg。本发明提供的混凝土具有优异的抗折强度、开裂后残余强度、裂纹宽度控制能力和韧性，服务极限状态条件下0.4≤f_R1k/f_Lk≤1.5，强度极限状态条件下f_R3k/f_R1k＞0.5。

技术领域

本发明涉及一种混凝土，尤其涉及一种高性能玄武岩纤维增强增韧混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土因其抗压强度较高、耐久性较好、抗压强度等级范围较宽等特点，在土木工程、造船业、机械工业、海洋开发、地热工程等领域得以广泛应用。

然而，由于混凝土在抗拉强度和韧性等方面存在不足，导致其在实际应用过程中存在一系列开裂和裂纹迅速扩展问题，从而严重影响混凝土结构的安全性和耐久性。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土，该混凝土具有优异的抗折强度和韧性；本发明的另一目的在于，提供该混凝土的制备方法。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种混凝土，其包括：玄武岩纤维；

所述玄武岩纤维是由玄武岩纤维单丝组成的纤维束，所述纤维束的直径为0.6-0.9mm，长度为4-5cm；

所述玄武岩纤维单丝的直径不小于5μm，弹性模量不小于40GPa，抗拉强度不小于900MPa，密度不小于2100kg/m³；

每立方米混凝土中，所述玄武岩纤维的掺量不小于5kg。

本发明发现，采用上述方式，可提高混凝土的抗折强度和韧性。

本领域人员可按照公知常识设置配方中的其他组分和工艺中的参数，其均可以得到与本发明上述描述相当的效果。不过，关于其他组分和参数也存在更优的技术方案，为此，本发明进一步进行了探究并得到如下的优选方案。

作为优选，所述混凝土还包括：粗骨料；

所述粗骨料的最大粒径小于16mm；优选所述粗骨料的粒径在5-16mm之间；其中，以所述粗骨料的总量为基准，粒径为5-10mm的粗骨料占比不大于25％，针片状颗粒含量小于1％；

每立方米混凝土中，所述粗骨料的掺量为1000-1200kg。

作为优选，所述混凝土还包括：细骨料；

所述细骨料选自河砂、石灰石机制砂、卵石机制砂、尾矿砂中的一种或几种；所述细骨料的细度模数介于2.3-3.0之间，属于二区中砂；

每立方米混凝土中，所述细骨料的掺量为750-900kg。

另外，细骨料的其他性能满足相关国家或行业标准要求即可。

作为优选，所述混凝土还包括：水泥；

所述水泥由硅酸盐水泥熟料配制而成；优选所述水泥选自PI型硅酸盐水泥、PII型硅酸盐水泥、PO42.5普通硅酸盐水泥中的一种或几种；

每立方米混凝土中，所述水泥的掺量≥250kg。