[发明专利]一种拉压高延性纤维混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供一种拉压高延性纤维混凝土及其制备方法，按照重量份数计，包括如下组分：280～290份水、280～290份水泥、735～750份粉煤灰、110～120份硅灰、600～615份石英砂、155～160份钢纤维、9.5～10份超高分子量聚乙烯纤维、2.5～3.5份减水剂。其中，钢纤维的掺量为拉压高延性纤维混凝土总体积的1.5～2.5％，超高分子量聚乙烯纤维的掺量为拉压高延性纤维混凝土总体积的0.8～1.2％。本发明利用钢纤维和超高分子量聚乙烯纤维两种纤维的增强、阻裂、增韧作用，从而可控制混凝土内部裂缝的产生和发展，并使混凝土延性与韧性得到显著提高。该纤维混凝土适用于建筑结构中以提高结构的安全性能和使用年限。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，且特别涉及一种拉压高延性纤维混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它由凝胶材料、颗粒状集料、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配置，经均匀搅拌、密实成型、养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有抗压强度高，耐久性好和强度等级范围宽等特点。但是，传统的混凝土在受拉或受压时均呈现脆性破坏。因此，研究者们提出了各种方法以提升混凝土的延性。

目前，通过在混凝土中掺入PVA纤维可得到高延性水泥基复合材料(EngineeredCementitious Composites，ECC)。该掺入PVA纤维的高延性水泥基复合材料的受拉延性可达到3％以上，但其受压延性依然很差。此外，还有研究在混凝土中掺入钢纤维以得到钢纤维混凝土。该钢纤维混凝土受压延性虽好于ECC，但其受拉仍呈现软化行为。现有的混凝土存在不同程度的受拉、受压延性不足的问题，因而其在复杂工况下脆性破坏的风险较大。如果能研究得到同时具备拉压高延性的纤维增强水泥复合材料，对于提高结构的安全性能和使用年限具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉压高延性纤维混凝土，该纤维混凝土具有拉压高延性以及较高的韧性和耐久性。

本发明的另一目的在于提供一种拉压高延性纤维混凝土的制备方法，通过将钢纤维和超高分子量聚乙烯纤维混掺于混凝土中，得到拉压高延性纤维混凝土，该方法简单且参数可控，适用于工业化大规模生产。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种拉压高延性纤维混凝土，按照重量份数计，包括如下组分：280～290份水、280～290份水泥、735～750份粉煤灰、110～120份硅灰、600～615份石英砂、155～160份钢纤维、9.5～10份超高分子量聚乙烯纤维、2.5～3.5份减水剂，所述钢纤维的掺量为拉压高延性纤维混凝土总体积的1.5～2.5％，所述超高分子量聚乙烯纤维的掺量为所述拉压高延性纤维混凝土总体积的0.8～1.2％。

本发明提出一种拉压高延性纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照所述的重量份数称取各组分；

S2、所述减水剂和所述水混合并搅拌，得到减水剂水溶液；

S3、将所述石英砂、所述水泥、所述粉煤灰和所述硅灰混合，搅拌后，加入所述减水剂水溶液并继续搅拌，得到拉压高延性纤维混凝土基体；

S4、将所述钢纤维和所述超高分子量聚乙烯纤维加入所述拉压高延性纤维混凝土基体后搅拌，得到所述拉压高延性纤维混凝土。

本发明实施例的拉压高延性纤维混凝土及其制备方法的有益效果是：

1、本发明利用钢纤维和超高分子量聚乙烯纤维两种纤维的增强、阻裂、增韧作用，从而可控制混凝土内部裂缝的产生和发展，并使混凝土延性与韧性得到显著提高。该纤维混凝土适用于建筑结构中以提高结构的安全性能和使用年限。