CN101037315A - 具有超高泵送性能的钢纤维混凝土 - Google Patents

具有超高泵送性能的钢纤维混凝土 Download PDF

Info

Publication number
CN101037315A
CN101037315A CNA2007100204687A CN200710020468A CN101037315A CN 101037315 A CN101037315 A CN 101037315A CN A2007100204687 A CNA2007100204687 A CN A2007100204687A CN 200710020468 A CN200710020468 A CN 200710020468A CN 101037315 A CN101037315 A CN 101037315A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel fiber
concrete
dumbbell
fiber reinforced
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007100204687A
Other languages
English (en)
Inventor
孙伟
蒋金洋
刘加平
张云升
秦鸿根
慕儒
刘建忠
周伟玲
王晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CNA2007100204687A priority Critical patent/CN101037315A/zh
Publication of CN101037315A publication Critical patent/CN101037315A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
    • C04B2111/343—Crack resistant materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

具有超高泵送性能的钢纤维混凝土是一种适合高空泵送且具有优异抗裂性能和力学行为的钢纤维增强水泥基复合材料，具体而言是用于超高混凝土索塔的上塔柱(高度≥200米)，包括拉索锚固区、A型和H型索塔上横梁以及A型和倒Y形塔肢交汇段等应力复杂区域的专用钢纤维增强水泥基复合材料，主要解决了超高索塔在服役前后不开裂和一级泵送难的技术难题。该钢纤维混凝土各组分用量比例如下：水胶比：0.3～0.35，胶凝材料：420～480kg/m3，其中粉煤灰的掺量为胶凝材料总用量的20％～30％，水泥的掺量为胶凝材料总用量的70％～80％，砂率：44～50％，外加剂：相对胶凝材料总用量的质量百分数0.9～1.2％，哑铃－刻痕钢纤维：相对混凝土总体积的体积百分数0.8～1.2％。

Description

具有超高泵送性能的钢纤维混凝土
技术领域
本发明是一种适合高空泵送且具有优异抗裂性能和力学行为的钢纤维增强水泥基复合材料，具体而言是用于超高混凝土索塔的上塔柱(高度≥200米)，包括拉索锚固区、A型和H型索塔上横梁以及A型和倒Y形塔肢交汇段等应力复杂区域的专用钢纤维增强水泥基复合材料，主要解决了超高索塔在服役前后不开裂和一级泵送难的技术难题。
背景技术
高抗裂性、高耐久性和高韧性是索塔拉索锚固区、倒Y型和A型塔肢交汇段(合拢段)专用高性能结构混凝土发展的总趋势，其中高抗裂性是核心，是安全和耐久的重中之重。采用高性能钢纤维混凝土是提高混凝土抗裂性能的重要技术途径之一。通过优化基体组分和设计纤维外形，解决高程泵送的难题，将极大促进在高空遭受疲劳载荷、抗震和受力复杂部位的应用。
而对于普通钢纤维混凝土而言，因工作性差，所以泵送高度达200m以上的钢纤维混凝土鲜有报道。因此，迫切需要在满足较好力学性能和耐久性能的基础上，提高纤维混凝土的工作性能，尤其提高纤维混凝土的泵送性能，以便拓宽在重大桥梁工程和高层结构中的应用。这必将极大促进索塔拉索锚固区结构体系的改变，使钢-混组合的非预应力结构比传统的钢结构和环向预应力混凝土结构更有生机和优势。
发明内容
技术问题：本发明要解决的是目前普通钢纤维混凝土工作性差、无法保证高空泵送的难题，提供一种具有超高泵送性能的钢纤维混凝土，该钢纤维混凝土具有优异抗裂性能和力学性能，又适合高空泵送，其泵送高度可达350m以上。
技术方案：本发明的具有超高泵送性能的钢纤维混凝土是将传统的钢纤维长度缩短，直径变细，两端哑铃，中间刻痕，大幅度地提高粘结力和锚固力，使钢纤维混凝土具有突出的阻裂能力和增强增韧等独特优势，又适合高空(高程)泵送(高度大于350m)。
该钢纤维混凝土各组分用量比例如下：
水胶比：0.3～0.35，
胶凝材料：420～480kg/m3，其中粉煤灰的掺量为胶凝材料总用量的20％～30％，水泥的掺量为胶凝材料总用量的70％～80％，
砂率：44～50％，
外加剂：相对胶凝材料总用量的质量百分数0.9～1.2％，
哑铃-刻痕钢纤维：相对混凝土总体积的体积百分数0.8～1.2％。
哑铃-刻痕钢纤维的两端为哑铃，哑铃宽度为1.0-1.2mm；哑铃-刻痕钢纤维的中间刻痕，纤维长度和等效直径分别为18-25mm和0.35-0.4mm。
所述的外加剂为混凝土高效减水剂。主要成分均是聚羧酸型高分子聚合物，具有超塑化、高效减水和增强、低收缩等功能。
该钢纤维混凝土用于一级泵送高度分别为200～250米、250～300米、300米以上时，所述的哑铃-刻痕钢纤维相应体积掺量分别为1.2～1.0％，1.0～0.8％，0.8％。
有益效果：本发明的具有超高泵送性能的钢纤维混凝土具有优异抗裂性能和力学行为，又适合高空泵送(高度为200～350m)，可以用于高抗裂要求的重要部位：如斜拉桥倒Y型索塔和A型索塔的塔肢交汇段(合拢段)，H型索塔的上横梁，拉索锚固区；悬索桥索塔的上横梁和悬索锚固区，以及高抗震要求的高层建筑的节点结构，应用前景十分广阔。
钢纤维体积率为0.8％的哑铃-刻痕钢纤维增强混凝土，一级泵送高度能够达到300m～350m。
钢纤维体积率为0.8～1.0％的哑铃-刻痕钢纤维增强混凝土，一级泵送高度能够达到250m以上。
钢纤维体积率为1.0％-1.2％的哑铃-刻痕钢纤维增强混凝土，一级泵送高度能够达到200m以上。
本发明是为解决钢纤维混凝土难以高空泵送的难题而设计的，从搅拌到泵送整个过程不需要任何辅助手段，与普通混凝土的施工并无差别。其主要性能特点为：
(1)工作性能：为了使纤维混凝土能一次泵送到350m以上的高度，要求出搅拌机时的坍落度为200～220mm，扩展度≥550mm，混凝土出机后2小时的坍落度应≥160mm；含气量2.5％～4.0％；压力泌水≤40％；分层度Fm达到100％±2％；混凝土初凝时间≥10小时。
(2)力学性能：抗拉强度提高30％～50％，弯曲韧性提高一个数量级。
(3)抗收缩开裂性能：在模拟钢锚箱夏季施工环境条件下(环境温度40℃，相对湿度为50％，风速为10m/s)，塑性收缩达到一级标准；干燥收缩试验，60d内开裂环试验不开裂，180d干缩值降低40％以上。
附图说明
图1是不同体积掺量且适合高空泵送的钢纤维混凝土与基准混凝土的抗塑性收缩开裂的比较，
图2是不同体积掺量且适合高空泵送的钢纤维混凝土与基准混凝土的抗弯强度和弯曲韧性的比较，
图3是在分级载荷作用下基准混凝土配筋梁的裂缝传播过程，
图4是在分级载荷作用下特制钢纤维混凝土配筋梁的裂缝传播过程，
图5是哑铃-刻痕型钢纤维形貌示意图。
具体实施方式
本发明的具有超高泵送性能的钢纤维混凝土的组分为：
水泥：42.5级P.O水泥，
粉煤灰：I级粉煤灰，
细集料：细度模数为2.6的中砂(河砂)，表观密度2550kg/m3，堆积密度1570kg/m3，级配合格。
粗集料：5～20mm玄武岩碎石，表观密度2900kg/m3，堆积密度1620kg/m3，压碎指标3.88。
外加剂：混凝土高效减水剂。主要成分均是聚羧酸型高分子聚合物，具有超塑化、高效减水、保持塌落度和增强、低收缩等功能，产品性能符合国标GB8076-1997(高效减水剂)一等品指标。
拌合水：清洁的自来水
哑铃-刻痕复合异形钢纤维：哑铃-压痕型，纤维长度和等效直径分别为18-25mm和0.35-0.4mm
实施例1：
水胶比：0.35
砂率：46％
粉煤灰掺量：20％
外加剂掺量：1.0％
钢纤维体积率：0.8％
按上述配方得到本发明，能够一级泵送350m高度且保持新拌钢纤维混凝土的工作状态良好，纤维分布均匀，具有优异的抗裂性和增强增韧效果。
实施例2：
水胶比：0.30～0.35
砂率：48％
粉煤灰掺量：20％～30％
外加剂掺量：1.1％
钢纤维体积率：1.0％
按上述配方得到本发明，能够一级泵送300m以上高度且新拌钢纤维混凝土的黏聚性、流动性和工作性良好，具有更优异的抗裂性能和力学行为。
                              表1：实施实例1的拌合物性能
  坍落度/扩展度/mm   含气量/％   凝结时间   压力泌水/％
  初始   1h   2h   初凝   终凝
  215/550   205/450   200/430   2.3   18h36min   19h46min   31
                        表2：实施实例1泵送试验主要指标
  时间/h   出机坍落度/mm   出机扩展度/mm   泵管出口(350m)坍落度/mm   泵管出口(350m)扩展度/mm   出口压力/MPa
  0～0.5 215 560 200 450 17.9
                              表3：实施实例2的拌合物性能
  坍落度/扩展度/mm   含气量/％   凝结时间   压力泌水/％
  初始   1h   2h   初凝   终凝
  203/530   197/425   190/400   3.3   19h26min   20h13min   36
                     表4：实施实例2泵送试验主要指标
  时间/h   出机坍落度/mm   出机扩展度/mm   泵管出口(300m)坍落度/mm   泵管出口(300m)扩展度/mm   出口压力/MPa
  0～0.5   203   520   190   400   16.6

Claims (4)

1.一种具有超高泵送性能的钢纤维混凝土，其特征在于该钢纤维混凝土各组分用量比例如下：
水胶比：0.3～0.35，
胶凝材料：420～480kg/m3，其中粉煤灰的掺量为胶凝材料总用量的20％～30％，水泥的掺量为胶凝材料总用量的70％～80％，
砂率：44～50％，
外加剂：相对胶凝材料总用量的质量百分数0.9～1.2％，
哑铃-刻痕钢纤维：相对混凝土总体积的体积百分数0.8～1.2％。
2、如权利要求1所述的具有超高泵送性能的钢纤维混凝土，其特征在于哑铃-刻痕钢纤维的两端为哑铃，哑铃宽度为1.0-1.2mm；哑铃-刻痕钢纤维的中间刻痕，纤维长度和等效直径分别为18-25mm和0.35-0.4mm。
3、如权利要求1或2所述的具有超高泵送性能的钢纤维混凝土，其特征在于该钢纤维混凝土用于一级泵送高度分别为200～250米、250～300米、300～350米时，所述的哑铃-刻痕钢纤维相应体积掺量分别为1.2～1.0％，1.0～0.8％，0.8％。
4、如权利要求1或2所述的具有超高泵送性能的钢纤维混凝土，其特征在于所述的外加剂为混凝土高效减水剂，其主要成分为聚羧酸型高分子聚合物，具有超塑化、高效减水、保持塌落度和增强、低收缩等功能。
CNA2007100204687A 2007-03-02 2007-03-02 具有超高泵送性能的钢纤维混凝土 Pending CN101037315A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100204687A CN101037315A (zh) 2007-03-02 2007-03-02 具有超高泵送性能的钢纤维混凝土

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100204687A CN101037315A (zh) 2007-03-02 2007-03-02 具有超高泵送性能的钢纤维混凝土

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101037315A true CN101037315A (zh) 2007-09-19

Family

ID=38888517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007100204687A Pending CN101037315A (zh) 2007-03-02 2007-03-02 具有超高泵送性能的钢纤维混凝土

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101037315A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102126846A (zh) * 2010-12-08 2011-07-20 冯乃谦 一种高泵送混凝土的制造方法
CN103570315A (zh) * 2013-11-01 2014-02-12 中国矿业大学(北京) 矿用立体钢纤维强化阻燃混凝土材料
CN108516774A (zh) * 2018-06-27 2018-09-11 上海申继交通科技有限公司 一种高强韧性混凝土及其制备方法
CN112851233A (zh) * 2021-01-18 2021-05-28 中交二航局第二工程有限公司 超高桥塔钢纤维泵送混凝土及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102126846A (zh) * 2010-12-08 2011-07-20 冯乃谦 一种高泵送混凝土的制造方法
CN102126846B (zh) * 2010-12-08 2013-01-30 冯乃谦 一种高泵送混凝土的制造方法
CN103570315A (zh) * 2013-11-01 2014-02-12 中国矿业大学(北京) 矿用立体钢纤维强化阻燃混凝土材料
CN103570315B (zh) * 2013-11-01 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 矿用立体钢纤维强化阻燃混凝土材料
CN108516774A (zh) * 2018-06-27 2018-09-11 上海申继交通科技有限公司 一种高强韧性混凝土及其制备方法
CN108516774B (zh) * 2018-06-27 2021-01-12 上海申继交通科技有限公司 一种高强韧性混凝土及其制备方法
CN112851233A (zh) * 2021-01-18 2021-05-28 中交二航局第二工程有限公司 超高桥塔钢纤维泵送混凝土及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102557555A (zh) 一种矿物纤维改性的橡胶柔性混凝土
CN1834050A (zh) 水泥基材料塑性防裂用改性纤维及其制备方法
CN104563389A (zh) 高强钢筋功能梯度混凝土梁
CN101033658A (zh) 高耐久性高强活性粉末混凝土电杆
CN108558304A (zh) 一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路
CN105236891A (zh) 一种嵌缝用柔性混凝土
CN106478007A (zh) 超高韧性纤维增强聚合物改性水泥基复合材料及制备方法
CN103373840A (zh) 多尺度纤维增强的高性能水泥基复合材料及其制备方法
CN101215131A (zh) 高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆
CN101880138A (zh) 钢-聚丙烯混杂纤维高性能混凝土
CN102786272A (zh) 一种高延展性致密匀质c60海洋混凝土及其制备方法
CN113402225B (zh) 一种抗裂混凝土及其制备方法
CN106904870A (zh) 一种天然纤维增强环氧树脂基混凝土及其制备方法与应用
CN111574164A (zh) 一种超早强收缩补偿道桥快速修复材料及其制备方法
CN109942257A (zh) 一种路用超高韧性水泥基复合材料及其制备方法和应用
CN101037315A (zh) 具有超高泵送性能的钢纤维混凝土
CN114163201A (zh) 一种用于打印的3d混凝土材料
CN102765919A (zh) 一种水泥混凝土路面快速修补材料及其制备方法
CN101660287A (zh) 多尺度纤维增强水泥稳定碎石路面基层材料
CN102503312A (zh) 聚乙烯醇纤维增强水泥稳定碎石路面基层材料
Lu et al. Tensile properties of PVA and PE fiber reinforced engineered cementitious composites containing coarse silica sand
CN103073244A (zh) 竹纤维混凝土及其制备方法
Ramalingam et al. Effect of natural fish tail palm fiber on the workability and mechanical properties of fiber reinforced concrete
CN105174857A (zh) 一种纤维混凝土预制构件
CN1880257A (zh) 一种硬化水泥基材料防干缩开裂用纤维材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication