專利名稱：一種高延展性致密勻質(zhì)c60海洋混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，具體涉及一種高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前沿海地區(qū)修建了大量的橋梁，其中很大一部分為鋼混疊合梁，比杭州灣大橋等。鋼混疊合梁施工工藝為鋼箱梁的施工一鋼箱梁吊裝作業(yè)一預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板的施工。鋼混疊合梁是一種跨越能力大、建筑高度小的橋型結(jié)構(gòu)，兼有混凝土橋和鋼橋的特點(diǎn)，充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性好和鋼材抗拉強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，具有施工周期短、操作簡(jiǎn)單、施工期間基本上不影響既有交通的優(yōu)點(diǎn)，不但滿足了橋梁結(jié)構(gòu)的功能要求，而且還有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)在采用鋼混疊合梁成為一種趨勢(shì)，但是鋼混疊合梁在支座處橋面板有較·大的負(fù)彎矩，橋面板混凝土因承受較大的拉應(yīng)力，易出現(xiàn)開裂問(wèn)題，由此需要應(yīng)用于該橋面板的混凝土具有較高的抗彎強(qiáng)度和韌性，即高延展性。目前海洋混凝土配制主要是摻加粉煤灰、礦粉、娃粉等礦物慘合料和聞效減水劑，提聞混凝土的密實(shí)性，進(jìn)而提聞了抗氣尚子滲透能力。但是大量工程實(shí)踐表明，礦粉在改善混凝土工作性能和抗氯離子滲透性能的同時(shí)，會(huì)增大混凝土的自收縮，當(dāng)約束較大或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)臅r(shí)候，混凝土易產(chǎn)生裂縫，給侵蝕性氯離子和二氧化碳提供了通道，加快了有害離子侵蝕速率，造成混凝土劣化，縮短混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于減縮增韌劑和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土及其制備方法。該C60海洋混凝土抗壓抗彎性能良好，韌性好，延展性高，勻質(zhì)性高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于它由水、膠凝材料、細(xì)集料、粗集料、減縮增韌劑、減水劑和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維組成，所述膠凝材料由水泥和礦物摻合料組成，所述的減縮增韌劑為聚醚類減縮劑與在水泥漿體(強(qiáng)堿高鹽水泥漿體)中可穩(wěn)定分散的聚異氰酸酯類增韌劑按質(zhì)量比為I : 2-2 I復(fù)配而成，各組分的配比為水135-155kg/m3 ；水泥370-410kg/m3 ;粉煤灰20_60kg/m3 ;礦粉50_90kg/m3 ;細(xì)集料600-800kg/m3 ;粗集料 950-1150kg/m3 ;減縮增韌劑 2. 0-3. Okg/m3 ;減水劑 5. 0-8. Okg/m3 ;高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維3. 0-5. Okg/m3。按上述方案,所述的粗集料為普通碎石或者碎卵石,5 25mm連續(xù)級(jí)配,壓碎值指標(biāo) 6 16 。按上述方案，所述的礦物摻合料由粉煤灰和礦粉組成。按上述方案，所述的粉煤灰為II級(jí)或I級(jí)粉煤灰；所述的礦粉為S95級(jí)以上礦粉。按上述方案，所述的細(xì)集料為河砂或人工砂，所述細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)為2. 5 3. 5ο按上述方案，所述的水泥為42. 5級(jí)及42. 5級(jí)以上的P. II硅酸鹽水泥。按上述方案，所述的減水劑為聚羧酸系高效減水劑。按上述方案，所述的高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維為抗拉強(qiáng)度> 450MPa、初始模量彡5. OGPa的聚丙烯纖維。上述高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土的制備方法其特征在于它包括以下步驟根據(jù)原料配比選取原料，將膠凝材料、粗集料、細(xì)集料和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維倒入混凝土攪拌機(jī)中干拌30 60s，再加入水、減水劑和減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60 120s，即得基于減縮增韌劑和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土。本發(fā)明通過(guò)在C60海洋混凝土中加入高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維后，可握裹更多的集料，同水泥基體有更緊密的結(jié)合力，而迅速并輕易地與混凝土材料混合分布均勻，同時(shí)由于·其微細(xì)，比面積大的特性，能在混凝土內(nèi)部構(gòu)成一種均勻的亂向支撐體系，產(chǎn)生一種有效的二級(jí)加強(qiáng)效果，把混凝土的收縮能量分散到高抗拉強(qiáng)度而低彈模的高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維上，阻止混凝土原有缺陷(微裂縫)的擴(kuò)展并延緩新裂縫的出現(xiàn)，減少微裂縫的尺度，增強(qiáng)材料內(nèi)部的連續(xù)性，減少?zèng)_擊波被阻斷引起的局部應(yīng)力集中程度，大大改善該C60海洋混凝土的脆性，此外，高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維的加入還相當(dāng)于在混凝土中摻入了巨大數(shù)量的微細(xì)筋，這些微纖維筋能夠抑制混凝土開裂的過(guò)程，提高混凝土的斷裂韌性。與此同時(shí)摻加的減縮增韌劑可在基體中相互纏結(jié)形成網(wǎng)絡(luò)狀骨架結(jié)構(gòu)，降低混凝土毛細(xì)孔溶液的表面張力達(dá)到降低毛細(xì)孔力的作用，從而降低混凝土的干燥收縮和自收縮；并且當(dāng)材料受到外力作用時(shí)可吸收部分沖擊能，提高混凝土的斷裂韌性，而通過(guò)這種網(wǎng)絡(luò)狀骨架結(jié)構(gòu)的形變、吸收和傳遞來(lái)自基體的沖擊能量的作用，達(dá)到減縮增韌的目的。本發(fā)明的有益效果(I)本發(fā)明提供的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土力學(xué)性能、耐久性能、體積穩(wěn)定性能和勻質(zhì)性得到明顯改善，其中28d抗折強(qiáng)度> 7. 0Mpa、28d劈裂抗拉強(qiáng)度> 5. OMPa,彎曲韌性指數(shù)η30彡10、28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)< I. 5X 10_12m2 · s_\抗裂等級(jí)達(dá)到L-IV級(jí)、分層度< O. I ο(2)解決了海洋環(huán)境下橋梁混凝土易產(chǎn)生裂縫問(wèn)題，提高了混凝土的彎曲韌性，延長(zhǎng)了橋梁混凝土服役壽命，具有重要意義。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1-3 下述實(shí)施例1-3中使用專利號(hào)ZL200720086777. X公開的一種輕集料混凝土流變性能和均質(zhì)性的檢測(cè)裝置測(cè)定該混凝土的分層度，從而評(píng)價(jià)該海洋混凝土的勻質(zhì)性[1][2];實(shí)施例I表I實(shí)施例I中海洋混凝土的配合比水膠凝材料(kg/m3)細(xì)集料粗集料減水劑減縮增韌劑高強(qiáng)有機(jī)聚
權(quán)利要求
1.一種高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于它由水、膠凝材料、細(xì)集料、粗集料、減縮增韌劑、減水劑和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維組成，所述膠凝材料由水泥和礦物摻合料組成，所述的減縮增韌劑為聚醚類減縮劑與在水泥漿體中可穩(wěn)定分散的聚異氰酸酯類增韌劑按質(zhì)量比為I :2-2 :1復(fù)配而成，各組分的配比為水:135-155 kg/m3 ;水泥:370-410 kg/m3 ;粉煤灰20-60 kg/m3 ;礦粉50-90 kg/m3 ;細(xì)集料600-800 kg/m3 ;粗集料950-1150 kg/m3 ;減縮增韌劑2. 0-3. O kg/m3 ;減水劑5. 0-8. Okg/m3 ;高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維3. 0-5. O kg/m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的粗集料為普通碎石或者碎卵石，5 25mm連續(xù)級(jí)配，壓碎值指標(biāo)6% 16%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的礦物摻合料由粉煤灰和礦粉組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的粉煤灰為II級(jí)或I級(jí)粉煤灰；所述的礦粉為S95級(jí)以上礦粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的細(xì)集料為河砂或人工砂，所述細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)為2. 5^3. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的水泥為42. 5級(jí)及42. 5級(jí)以上的P. II硅酸鹽水泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的減水劑為聚竣酸系聞效減水劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土，其特征在于所述的高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維為抗拉強(qiáng)度> 450MPa、初始模量> 5. OGPa的聚丙烯纖維。
9.高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土的制備方法，其特征在于它包括以下步驟根據(jù)原料配比選取原料，將膠凝材料、粗集料、細(xì)集料和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維倒入混凝土攪拌機(jī)中干拌30 60s，再加入水、減水劑和減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60 120s，即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高延展性致密勻質(zhì)C60海洋混凝土。其特征在于它由水、膠凝材料、細(xì)集料、粗集料、減縮增韌劑、減水劑和高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維組成，所述膠凝材料由水泥和礦物摻合料組成，所述的減縮增韌劑為聚醚類減縮劑與在水泥漿體(強(qiáng)堿高鹽水泥漿體)中可穩(wěn)定分散的聚異氰酸酯類增韌劑按質(zhì)量比為1∶2-2∶1復(fù)配而成，各組分的配比為水135-155kg/m3；水泥370-410kg/m3；粉煤灰20-60kg/m3；礦粉50-90kg/m3；細(xì)集料600-800kg/m3；粗集料950-1150kg/m3；減縮增韌劑2.0-3.0kg/m3；減水劑5.0-8.0kg/m3；高強(qiáng)有機(jī)聚合物纖維3.0-5.0kg/m3。其力學(xué)性能、耐久性能和勻質(zhì)性得到明顯改善，其中28d抗折強(qiáng)度≥7.0MPa、28d劈裂抗拉強(qiáng)度≥5.0MPa、彎曲韌性指數(shù)η30≥10、28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)＜1.5×10-12m2·s-1、抗裂等級(jí)達(dá)到L-Ⅳ級(jí)、分層度≤0.010。
文檔編號(hào)C04B28/04GK102786272SQ20121027953
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者丁慶軍, 劉其彬, 劉沐宇, 宋曉波, 張強(qiáng), 楊堃, 王志亮, 黃修林 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)