專利名稱：高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種混凝土，具體地說，是一種高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土。屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工程材料中，短纖維廣泛用于混凝土材料的增強(qiáng)。根據(jù)纖維的彈性模量，分為兩類纖維高彈性模量纖維和低彈性模量纖維。高彈性模量纖維指鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等楊氏模量高于混凝土的纖維，低彈性模量纖維指維綸纖維、丙綸纖維、腈綸纖維、尼龍纖維、乙綸纖維等彈性模量低于混凝土的纖維。高彈性模量的纖維能夠提高混凝土的抗拉強(qiáng)度；低彈性模量的纖維對(duì)于混凝土的強(qiáng)度沒有提高作用，但是對(duì)于混凝土的抗沖擊性能和耐疲勞性能均能使其得到較大的提高。工程中往往根據(jù)需要選用一種纖維來(lái)增強(qiáng)混凝土。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利公開號(hào)CN 1107407A，
公開日為1995年8月30日，發(fā)明名稱為一種高韌性抗斷裂混凝土，該專利自述為一種高韌性抗斷裂混凝土制品，以水泥、砂石為原料混合澆注構(gòu)成，其特征是在水泥、砂石混合物料中還混有重量比為2-20％的鋼絲短節(jié)。其不足之處是單一纖維摻入量過大，會(huì)導(dǎo)致纖維成團(tuán)，達(dá)不到增強(qiáng)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，提供一種高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土，利用纖維混雜技術(shù)，使應(yīng)用于窨井蓋制造的混凝土既具有較高強(qiáng)度，又有較高抗沖擊性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包含的組分及其體積百分比為高彈性模量纖維1％-5％，低彈性模量纖維0.2％-3％，余量普通混凝土。
所述的高彈性模量纖維為彈性模量高于混凝土纖維的材料，是指鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維的一種；所述的低彈性模量纖維為彈性模量低于混凝土纖維的材料，是指維綸纖維、丙綸纖維、腈綸纖維、尼龍纖維、乙綸纖維的一種。
本發(fā)明將兩種高、低彈性模量的不同的短纖維采用專門的混雜工藝摻入混凝土，可以達(dá)到既提高混凝土的強(qiáng)度又能提高其韌性。將高低彈性模量的纖維混雜用來(lái)增強(qiáng)混凝土，能夠取得比采用單一某種纖維增強(qiáng)混凝土的更好的效果，特別是大大提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗沖擊性能，從而獲得高性能的混凝土窨井蓋。將混雜增強(qiáng)的原理應(yīng)用于混凝土窨井蓋的制作中，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用鋼和尼龍纖維混雜增強(qiáng)的窨井蓋在強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于鋼纖維混凝土窨井蓋，能夠大大改善窨井蓋的抗裂性能和抗沖擊性能，提高它的強(qiáng)度和耐久性。
本發(fā)明的有益效果是采用高、低模量纖維混雜增強(qiáng)的方式提高混凝土窨井蓋的強(qiáng)度和韌性，從而提高了混凝土窨井蓋的性能和使用壽命。與現(xiàn)有技術(shù)相比，高低模量纖維混雜增強(qiáng)混凝土的效果要高于目前采用的單一纖維增強(qiáng)的混凝土的效果，特別是抗沖擊性能和耐疲勞性能方面，能夠有較大的提高。由于使用壽命的提高，能夠減少城市繁忙路段窨井蓋的更換周期，社會(huì)效益明顯；而在提高使用壽命的同時(shí)其生產(chǎn)成本基本保持不變，因此，經(jīng)濟(jì)性比較明顯。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1高模量纖維碳纖維；低模量纖維尼龍纖維；混凝土級(jí)配為水泥∶石子∶砂∶水＝1∶2.5∶2.1∶0.5。水泥采用52.5R硅酸鹽水泥。
分別進(jìn)行彎折試驗(yàn)和抗沖擊性能試驗(yàn)(直徑為150mm的60mm高的圓柱體)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，碳-尼龍混雜纖維混凝土能夠使混凝土的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊性能大大提高，碳-尼龍纖維混凝土的抗沖擊性能是素混凝土的7.7倍，碳纖維混凝土的1.8倍。
實(shí)施例2
高模量纖維鋼纖維；低模量纖維尼龍纖維；混凝土級(jí)配為水泥∶石子∶砂∶水＝1∶3.3∶2.3∶0.5。水泥采用52.5R硅酸鹽水泥。
分別進(jìn)行彎折試驗(yàn)和抗沖擊性能試驗(yàn)(直徑為150mm的60mm高的圓柱體)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，鋼-尼龍混雜纖維混凝土能夠使混凝土的彎折強(qiáng)度和抗沖擊性能大大提高，按破壞次數(shù)計(jì)，鋼-尼龍纖維混凝土的抗沖擊性能是素混凝土的8.9倍，鋼纖維混凝土的2.2倍。
實(shí)施例3高模量纖維鋼纖維；低模量纖維維綸纖維；混凝土級(jí)配為水泥∶石子∶砂∶水＝1∶3.3∶2.3∶0.5。水泥采用52.5R硅酸鹽水泥。
分別進(jìn)行彎折試驗(yàn)和抗沖擊性能試驗(yàn)(直徑為150mm的60mm高的圓柱體)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，鋼-維綸纖維混雜纖維混凝土能夠使混凝土的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊性能大大提高，鋼-維綸纖維混凝土的抗沖擊性能是素混凝土的10.1倍，鋼纖維混凝土的2.5倍。
實(shí)施例4
高模量纖維鋼纖維；低模量纖維丙綸纖維；混凝土級(jí)配為水泥∶石子∶砂∶水＝1∶3.3∶2.3∶0.5。水泥采用52.5R硅酸鹽水泥。
分別進(jìn)行彎折試驗(yàn)和抗沖擊性能試驗(yàn)(直徑為150mm的60mm高的圓柱體)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，鋼-丙綸混雜纖維混凝土能夠使混凝土的彎折強(qiáng)度和抗沖擊性能大大提高，按破壞次數(shù)計(jì)，鋼-丙綸纖維混凝土的抗沖擊性能是素混凝土的11.9倍，鋼纖維混凝土的1.6倍。
實(shí)施例5高模量纖維鋼纖維；低模量纖維腈綸纖維；混凝土級(jí)配為水泥∶石子∶砂∶水＝1∶3.3∶2.3∶0.5。水泥采用52.5R硅酸鹽水泥。
分別進(jìn)行彎折試驗(yàn)和抗沖擊性能試驗(yàn)(直徑為150mm的60mm高的圓柱體)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，鋼-腈綸纖維混雜纖維混凝土能夠使混凝土的彎折強(qiáng)度和抗沖擊性能大大提高，按破壞次數(shù)計(jì)，鋼-腈綸纖維混凝土的抗沖擊性能是素混凝土的12.1倍，鋼纖維混凝土的1.7倍。
實(shí)施例6
高模量纖維玻璃纖維；低模量纖維乙綸纖維；混凝土級(jí)配為水泥∶石子∶砂∶水＝1∶3.3∶2.3∶0.5。水泥采用52.5R硅酸鹽水泥。
分別進(jìn)行彎折試驗(yàn)和抗沖擊性能試驗(yàn)(直徑為150mm的60mm高的圓柱體)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，玻璃-乙綸纖維混雜纖維混凝土能夠使混凝土的彎折強(qiáng)度和抗沖擊性能大大提高，按破壞次數(shù)計(jì)，玻璃-乙綸纖維混凝土的抗沖擊性能是素混凝土的4.0倍，鋼纖維混凝土的2.5倍。
權(quán)利要求
1.一種高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土，其特征在于，包含的組分及其體積百分比為高彈性模量纖維1％-5％，低彈性模量纖維0.2％-3％，余量普通混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土，其特征是，所述的高彈性模量纖維為彈性模量高于混凝土纖維的材料，是指鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土，其特征是，所述的低彈性模量纖維為彈性模量低于混凝土纖維的材料，是指維綸纖維、丙綸纖維、腈綸纖維、尼龍纖維、乙綸纖維的一種。
全文摘要
一種屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域的高性能混雜纖維增強(qiáng)混凝土，包含的組分及其體積百分比為高彈性模量纖維1％－5％，低彈性模量纖維0.2％－3％，余量普通混凝土。所述的高彈性模量纖維為彈性模量高于混凝土纖維的材料，是指鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維的一種。所述的低彈性模量纖維為彈性模量低于混凝土纖維的材料，是指維綸纖維、丙綸纖維、腈綸纖維、尼龍纖維、乙綸纖維的一種。本發(fā)明利用纖維混雜技術(shù)，使用于窨井蓋制造的混凝土既具有較高強(qiáng)度，又有較高抗沖擊性能。
文檔編號(hào)C04B14/38GK1686906SQ20051002524
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者王增春, 南建林, 何艷麗 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)