本發(fā)明涉及建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種具有高工作性的高韌性混凝土及其配制方法。
背景技術(shù)：
：以RPC制備原理為基礎(chǔ)的超高性能混凝土材料的研究與應(yīng)用是當(dāng)今水泥基材料發(fā)展的主要方向之一。在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)中國(guó)仍處于大建設(shè)時(shí)期，隨著對(duì)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展要求的不斷提高，對(duì)混凝土性能的要求也將越來(lái)越高，因此超高性能混凝土(UHPC)具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然現(xiàn)有的高性能和超高性能混凝土，能大幅地提升混凝土的抗壓強(qiáng)度，但是普遍工作性能較差，且韌性不高。混凝土作為脆性材料，其韌性低仍是工程中的一個(gè)難題。因此，如何提供一種強(qiáng)度高、韌性好，工作性能優(yōu)良的新型混凝土，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。公開于該
背景技術(shù)：
部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種具有高工作性的高韌性混凝土及其配制方法，用于解決現(xiàn)有的高性能和超高性能混凝土抗壓強(qiáng)度高，但是工作性和韌性差的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種具有高工作性的高韌性混凝土，包括：水泥、高強(qiáng)纖維、納米材料、中砂、外加劑和水，各成分的單方用量配比(kg/m3)如下：進(jìn)一步地，所述高強(qiáng)纖維為微絲鋼纖維或有機(jī)材質(zhì)類高強(qiáng)纖維，所述微絲鋼纖維的長(zhǎng)徑比為30～100，抗拉強(qiáng)度≧2000Mpa,有機(jī)材質(zhì)類高強(qiáng)纖維的抗拉強(qiáng)度≧450Mpa。進(jìn)一步地，所述納米材料的比表面積≥15m2/g。進(jìn)一步地，所述中砂的細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0。進(jìn)一步地，所述外加劑為水化硅酸鈣凝膠溶液早強(qiáng)減水劑，所述外加劑包括鈣質(zhì)材料、硅質(zhì)材料、凝膠分散劑和水，其中鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的重量比為0.3～3：1，水的重量與鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的總重量比為5～30：1，凝膠分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～0.50％。進(jìn)一步地，所述納米材料包含納米碳酸鈣、納米二氧化硅、硅灰中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了具有高工作性的高韌性混凝土的配制方法，包括如下步驟：步驟一、向攪拌機(jī)內(nèi)加入水泥、中砂和納米材料，并攪拌30s；步驟二、加入外加劑和水，并攪拌120-240s；步驟三、加入高強(qiáng)纖維，并攪拌30s，完成所述具有高工作性的高韌性混凝土的配制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本發(fā)明提供了一種具有高工作性的高韌性混凝土，包括水泥、高強(qiáng)纖維、納米材料、中砂、外加劑和水按照一定的比例在常溫條件下制備得到。本發(fā)明的具有高工作性的高韌性混凝土在制作過程中，通過引入水化硅酸鈣凝膠溶液早強(qiáng)減水劑作為外加劑，能夠有效激發(fā)礦物摻合料和水泥的水化，有效提高了該有高工作性的高韌性混凝土的早期強(qiáng)度，纖維對(duì)混凝土增強(qiáng)、增韌效果關(guān)鍵在于纖維與混凝土砂漿之間的有效結(jié)合。水化硅酸鈣凝膠溶液早強(qiáng)減水劑的加入推進(jìn)了水化反應(yīng)的進(jìn)程，能有效改善纖維與混凝土基體結(jié)合界面層原本疏松的結(jié)構(gòu)與性狀，減小了界面層與砂漿基體的差異，強(qiáng)化了原始界面的力學(xué)性能，提高了纖維與砂漿基體間的粘結(jié)程度，增強(qiáng)了粘結(jié)效果，有效提高了該混凝土的韌性。而且，較傳統(tǒng)的超高性能混凝土，本發(fā)明提供的有高工作性的高韌性混凝土納米材料摻量較低，需水量較小，有利于提高混凝土的強(qiáng)度。而且外加劑摻入量容易控制，且外加劑與納米材料適應(yīng)性好，混凝土的粘度低且不易離析，從而獲得流動(dòng)性、穩(wěn)定性、可塑性俱佳的超高性能混凝土。同時(shí)，混凝土與纖維的粘結(jié)力提升后，可采用較短的，形態(tài)平直的纖維，避免了纖維的團(tuán)聚，這樣，在保持同樣力學(xué)性能的情況下就能獲得較高的混凝土和易性。進(jìn)一步地，懸浮液形態(tài)的外加劑可有效提高該有高工作性的高韌性混凝土的穩(wěn)定性，不易離析，有較好的可塑性，提高了纖維增強(qiáng)超高性能混凝土通過鋼筋間距的能力。此外，該具有高工作性的高韌性混凝土提高了混凝土的質(zhì)量，從而改善了施工環(huán)境，提高了施工效率，節(jié)省了施工成本。本發(fā)明的具有高工作性的高韌性混凝土的制作方法簡(jiǎn)便，可在常溫下進(jìn)行，具有較好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具有高工作性的高韌性混凝土作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。本發(fā)明實(shí)施例中水泥為P.II52.5硅酸鹽水泥；細(xì)骨料為中砂，中砂的細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0；納米材料為市售硅灰，比表面積≥15m2/g；高強(qiáng)纖維為微絲鋼纖維；外加劑為水化硅酸鈣凝膠溶液早強(qiáng)減水劑，主要包含鈣質(zhì)材料、硅質(zhì)材料、凝膠分散劑和水，其中鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的重量比為0.3～3：1，水的重量與鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的總重量比為5～30：1，凝膠分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～0.50％；水為普通自來(lái)水。本發(fā)明以下實(shí)施例中微絲鋼纖維的摻入重量均按照摻入體積率3％換算得出，體積率指纖維混凝土拌合物中，纖維所占的體積百分率。混凝土的攪拌采用《高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T281-2012)推薦的標(biāo)準(zhǔn)攪拌方式。測(cè)試時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例制備的具有高工作性的高韌性混凝土按照《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》(GB/T17671-1999)中的方法測(cè)試混凝土的力學(xué)性能，按照《水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法》(GB/T2419-2005)中的方法測(cè)試混凝土的工作性能。實(shí)施例1具有高工作性的高韌性混凝土各成分的單方用量配比(kg/m3)如表1所示。單方用量配比是指1m3的具有高工作性的高韌性混凝土中各組分的重量比。表1具有高工作性的高韌性混凝土的配比(kg/m3)水泥微絲鋼纖維硅灰中砂外加劑水100025050100030185配制方法：按照表1的配方配制具有高工作性的高韌性混凝土，包括如下步驟：步驟一、向攪拌機(jī)內(nèi)加入水泥、砂和硅灰，并攪拌30s；步驟二、加入外加劑和水，并攪拌240s；步驟三、加入微絲鋼纖維，并攪拌30s，完成具有高工作性的高韌性混凝土的配制。經(jīng)測(cè)試，按照上述方法制得的具有高工作性的高韌性混凝土的工作性能和力學(xué)性能如下：實(shí)施例2具有高工作性的高韌性混凝土各成分的單方用量配比(kg/m3)如表2所示。表2具有高工作性的高韌性混凝土的配比(kg/m3)水泥微絲鋼纖維硅灰中砂外加劑水15002006080035200按照表2的配方制備具有高工作性的高韌性混凝土的方法與實(shí)施例1相同，此處不再贅述。經(jīng)測(cè)試，按照上述方法制得的具有高工作性的高韌性混凝土的工作性能和力學(xué)性能如下：實(shí)施例3具有高工作性的高韌性混凝土各成分的單方用量配比(kg/m3)如表3所示。表3具有高工作性的高韌性混凝土的配比(kg/m3)水泥微絲鋼纖維硅灰中砂外加劑水60030040120025175按照表3的配方制備具有高工作性的高韌性混凝土的方法與實(shí)施例1相同，此處不再贅述。經(jīng)測(cè)試，按照上述方法制得的具有高工作性的高韌性混凝土的工作性能和力學(xué)性能如下：對(duì)照組水泥RPC專用端鉤鋼纖維硅灰中砂普通高效減水劑水1000250250110030250經(jīng)測(cè)試，采用對(duì)照組的配方制得的超高性能混凝土的工作性能和力學(xué)性能如下：綜上所述，本發(fā)明提供的具有高工作性的高韌性混凝土與普通的超高性能混凝土相比，具有更好的流動(dòng)性和可操作性，強(qiáng)度高、韌性好，工作性能優(yōu)良。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的具有高工作性的高韌性混凝土在制作過程中，通過引入水化硅酸鈣凝膠溶液早強(qiáng)型減水劑作為外加劑，能夠有效激發(fā)礦物摻合料和水泥的水化，有效提高了該有高工作性的高韌性混凝土的早期強(qiáng)度，纖維對(duì)混凝土增強(qiáng)、增韌效果關(guān)鍵在于纖維與混凝土砂漿之間的有效結(jié)合。外加劑的加入推進(jìn)了水化反應(yīng)的進(jìn)程，能有效改善纖維與混凝土基體結(jié)合界面層原本疏松的結(jié)構(gòu)與性狀，減小了界面層與砂漿基體的差異，強(qiáng)化了原始界面的力學(xué)性能，提高了纖維與砂漿基體間的粘結(jié)程度，增強(qiáng)了粘結(jié)效果，有效提高了該有高工作性的高韌性混凝土的韌性。另一方面，較傳統(tǒng)的超高性能混凝土，本發(fā)明提供的有高工作性的高韌性混凝土納米材料摻量較低，需水量較小，有利于提高混凝土的強(qiáng)度。而且外加劑摻入量容易控制，且外加劑與納米材料適應(yīng)性好，混凝土的粘度低且不易離析，從而獲得流動(dòng)性、穩(wěn)定性、可塑性俱佳的超高性能混凝土。同時(shí)，混凝土與纖維的粘結(jié)力提升后，可采用較短的，形態(tài)平直的纖維，避免了纖維的團(tuán)聚，這樣，在保持同樣力學(xué)性能的情況下就能獲得較高的混凝土和易性。進(jìn)一步地，懸浮液形態(tài)的外加劑可有效提高該有高工作性的高韌性混凝土的穩(wěn)定性，不易離析，有較好的可塑性，提高了纖維增強(qiáng)超高性能混凝土通過鋼筋間距的能力。此外，該具有高工作性的高韌性混凝土提高了混凝土的質(zhì)量，從而改善了施工環(huán)境，提高了施工效率，節(jié)省了施工成本。本發(fā)明的具有高工作性的高韌性混凝土的制作方法簡(jiǎn)便，可在常溫下進(jìn)行，具有較好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3