CN103508713A - 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103508713A CN103508713A CN201310393169.3A CN201310393169A CN103508713A CN 103508713 A CN103508713 A CN 103508713A CN 201310393169 A CN201310393169 A CN 201310393169A CN 103508713 A CN103508713 A CN 103508713A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- basalt fibre
- concrete
- water
- powder
- cement
- 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
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明属于新型建筑材料技术领域，具体涉及一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土(BFRPC)及其制备方法。由水泥、硅粉、石英砂、减水剂、水以及玄武岩纤维按一定配比组合而成。本发明通过采用耐酸碱盐的玄武岩纤维(Basalt Fiber简称BF)，使得活性粉末混凝土的耐久性比钢纤维增强活性粉末混凝土的耐久性提高了很多。通过采用合适规格的玄武岩纤维，选择合适的掺量，制备的活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度较无纤维活性粉末混凝土都有明显的提高。该玄武岩纤维增强活性粉末混凝土为在盐腐蚀环境下工作的高强结构构件及高耐久性的结构构件的制备提供了材料基础。
Description
技术领域
本发明属于新型建筑材料技术领域，具体涉及一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土(BFRPC)及其制备方法。
背景技术
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)是二十世纪九十年代中由法国开发出的一种具有高强度、高韧性、高耐久性等诸多优点的新型混凝土材料，最早应用于核反应堆废料的存储容器制作。它由级配石英砂、水泥、掺合料、外加剂等主要部分组成，在凝结、硬化过程中通过高温蒸汽养护以改善成品的微观结构。
由于其具有的超高强度和其他方面的优异性能，得到国际土木工程学界的广泛重视，近年来在工程中得到了广泛的应用。但长期以来，活性粉末混凝土的配合比中钢纤维是必不可少的一部分，虽然钢纤维在改善活性粉末混凝土力学性能方面有着强大的优势，但钢纤维本身具有一定的弊端：在温度、水、盐溶液等外界环境中容易腐蚀，造成活性粉末混凝土耐久性的不足，同时还存在质量较重，制造过程中容易造成环境污染等问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法。
本发明提出的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，由水泥、硅粉、石英砂、减水剂、水以及玄武岩纤维组成，其组成配比如下：
按混凝土总体积计算：玄武岩纤维为0.5-2.0％，
按照水泥和硅粉的总和为100质量粉计，减水剂为8-9质量份，水为13-15质量份。
本发明中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
本发明中，所述硅粉为灰白色细粉，粒径2μm以下，SiO2含量不低于85％。
本发明中，所述石英砂粒径范围为0.15～1.25mm，SiO2含量不低于90％。
本发明中，所述减水剂为非萘系高效减水剂。
本发明中，所述玄武岩纤维为玄武岩纤维短切纱，单纤直径15μm，长度6／12mm。
本发明中，所述胶凝材料是指水泥和硅粉。
本发明提出的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土制备方法，具体步骤如下：
(1)按原料配比称量各组分，将称量好的水取出三分之一，倒入玄武岩纤维，并用搅拌棒搅拌纤维，使纤维达到水饱和状态；
(2)将称量好的石英砂倒入混凝土搅拌机中，搅拌2-3min；
(3)向步骤(2)所得产物中加入称量好的水泥、硅粉，搅拌1-1.5min；
(4)将预饱和好的玄武岩纤维、称量好的减水剂与剩余的水混合后加入到步骤(3)所得产物中，搅拌2.5-3.5min，即得所需产物。
本发明具有如下的优点：
1、由于本发明采用玄武岩纤维掺入活性粉末混凝土，相比于钢纤维，玄武岩纤维是一种非金属纤维，不存在锈蚀的问题，玄武岩纤维增强活性粉末混凝土为在盐腐蚀环境下工作的高强结构构件及高耐久性的结构构件的制备提供了材料基础。
2、本产品不仅保持了活性粉末混凝土自身的优点，而且玄武岩纤维的掺入对RPC基体起到了阻裂和增强的作用，改变了混凝土的脆性易裂的破坏形态。
3、由于本发明的原材料全部采用大量生产的市售成品，所以原材料易得，适合于广泛应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1-实施例4：玄武岩纤维增强活性粉末混凝土。原材料及规格见表1，材料配比及性能见表2和表3。
表1原材料及规格
| 材料 | 规格或牌号 | 来源 |
| 水泥 | PO42.5普通硅酸盐水泥 | 北京 |
| 硅粉 | 粒径2μm以下，SiO2含量不低于85％ | 贵州 |
| 石英砂 | 0.15～1.25mm，SiO2含量不低于90％ | 河北 |
| 减水剂 | 聚羧酸减水剂，减水率30％ | 北京 |
| 玄武岩纤维 | 单纤直径15μm，长度6／12mm，抗拉强度4150～4800MPa | 上海俄金玄武岩纤维有限公司 |
| 钢纤维 | 直径0.18-0.22mm，长度12-14mm，抗拉强度大于2850MPa | 北京 |
表2本发明的玄武岩纤维(6mm)增强RPC及比较例配比
注：减水剂用量为胶凝材料的质量分数，这里胶凝材料为水泥和硅粉之和；玄武岩纤维掺量为体积掺量。
表3本发明玄武岩纤维(6mm)增强RPC主要性能及普通RPC的比较
| 编号 | 玄武岩纤维<6mm>掺量(％) | 劈拉强度(MPa) | 抗压强度(MPa) | 拉压比 |
| 比较例1 | 0.0 | 3.4 | 90.7 | 1／26.68 |
| 实施例1 | 0.5 | 5.4 | 95.5 | 1／17.69 |
| 实施例2 | 1.0 | 5.9 | 102.1 | 1／17.31 |
| 实施例3 | 1.5 | 5.5 | 95.3 | 1／17.33 |
| 实施例4 | 2.0 | 5.3 | 94.9 | 1／17.91 |
从上可以看出，玄武岩纤维在一定程度上能够改善活性粉末混凝土的脆性，起到增强增韧的作用，且对劈裂抗拉强度的改善要比抗压强度的改善程度要高。
实施例5-实施例8：玄武岩纤维(12mm)增强活性粉末混凝土。原材料及规格见表1，材料配比及性能见表4和表5。
表4本发明的玄武岩纤维(12mm)增强RPC及比较例配比
注：减水剂用量为胶凝材料的质量分数，这里胶凝材料为水泥和硅粉之和；玄武岩纤维掺量为体积掺量。
表5本发明玄武岩纤维(12mm)增强RPC主要性能及与普通RPC的比较
| 编号 | 玄武岩纤维<12mm>掺量(％) | 劈拉强度(MPa) | 抗压强度(MPa) | 拉压比 |
| 比较例1 | 0.0 | 3.4 | 90.7 | 1／26.68 |
| 实施例5 | 0.5 | 4.7 | 96.3 | 1／20.49 |
| 实施例6 | 1.0 | 5.7 | 105.3 | 1／18.47 |
| 实施例7 | 1.5 | 6.9 | 99.5 | 1／14.42 |
| 实施例8 | 2.0 | 6.1 | 91.3 | 1／14.97 |
从上可以看出，12mm长的玄武岩纤维能够在一定程度上改善活性粉末混凝土的脆性，起到增强增韧的作用，而且随玄武岩纤维掺量提高，混凝土的劈拉强度提高，拉压比提高，即韧性提高。
实施例9-实施例10：玄武岩纤维增强活性粉末混凝土(电通量实验)。原材料及规格见表1，材料配比及性能见表6和表7。
表6本发明的玄武岩纤维增强RPC及比较例配比(电通量实验)
注：减水剂用量为胶凝材料的质量分数，这里胶凝材料为水泥和硅粉之和；玄武岩纤维掺量为体积掺量。
表7本发明玄武岩纤维增强RPC抗渗性能及与普通RPC的比较
| 编号 | 玄武岩纤维<6mm>掺量(％) | 电通量(C) |
| 比较例2 | 0.0 | 11.945 |
| 实施例9 | 1.0 | 9.500 |
| 实施例10 | 2.0 | 10.724 |
从上可知，玄武岩纤维的掺入对于活性粉末混凝土的电通量有一定降低作用，从而改善活性粉末混凝土抗氯离子渗透性。
实施例11：玄武岩纤维增强活性粉末混凝土(盐腐蚀实验)。原材料及规格见表1，材料配比及性能见表8和表9。
表8本发明的玄武岩纤维增强RPC及比较例配比(盐腐蚀实验)
注：减水剂用量为胶凝材料的质量分数，这里胶凝材料为水泥和硅粉之和；纤维掺量为体积掺量。
表9本发明玄武岩纤维增强RPC抗盐腐蚀性能及与钢纤维增强RPC的比较
从上可知，玄武岩纤维增强活性粉末混凝土抗盐冻性能明显优于钢纤维增强活性粉末混凝土。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在些说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的提示，对于本发明做出的改进和修改应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，其特征在于由水泥、硅粉、石英砂、减水剂、水以及玄武岩纤维组成，其组份配比如下：
按混凝土总体积计算：玄武岩纤维为0.5-2.0％，
按照水泥和硅粉的总和为100质量份计，减水剂为8-9质量份，水为13-15质量份。
2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，其特征在于所述水泥为普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，其特征在于所述硅粉为灰白色细粉，粒径2μm以下，SiO2含量不低于85％。
4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，其特征在于所述石英砂粒径范围为0.15～1.25mm，SiO2含量不低于90％。
5.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，其特征在于所述减水剂为非萘系高效减水剂，减水率不低于29％。
6.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土，其特征在于所述玄武岩纤维为玄武岩纤维短切纱。
7.一种如权利要求1-6所述的玄武岩纤维增强活性粉末混凝土制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)按原料配比称量各组分，将称量好的水取出三分之一，倒入玄武岩纤维，并用搅拌棒搅拌纤维，使纤维达到水饱和状态；
(2)将称量好的石英砂倒入混凝土搅拌机中，搅拌2-3min；
(3)向步骤(2)所得产物中加入称量好的水泥、硅粉，搅拌1-1.5min；
(4)将预饱和好的玄武岩纤维、称量好的减水剂与剩余的水混合后加入到步骤(3)所得产物中，搅拌2.5-3.5min，即得所需产物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310393169.3A CN103508713A (zh) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310393169.3A CN103508713A (zh) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103508713A true CN103508713A (zh) | 2014-01-15 |
Family
ID=49892204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310393169.3A Pending CN103508713A (zh) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103508713A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104193222A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 北京金港建设股份有限公司 | 一种修补用环氧树脂纤维增强混凝土及其制备方法 |
| CN107827415A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-03-23 | 广西融辰建设工程有限公司 | 一种隔热材料及其制备方法 |
| CN108658536A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-16 | 武汉理工大学 | 一种纤维增强水泥基材料及其制备方法 |
| CN109252442A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-01-22 | 青海大学 | 一种吸能蜂窝铝玄武岩纤维混凝土挡块 |
| CN109678417A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-26 | 深圳供电局有限公司 | 高耐久性活性粉末混凝土、桩基础及其制备方法 |
| CN109779370A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-05-21 | 武汉大学 | 一种基于空心玻璃微珠的水下抗爆复合防护结构及其施工方法 |
| CN109928660A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-25 | 南京瑞固聚合物有限公司 | 低温合成高减水型的减水剂及其制备工艺 |
| CN111747709A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-09 | 吉林大学 | 一种玄武岩纤维活性粉末混凝土及制备方法 |
| CN112028578A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-04 | 吉林大学 | 一种适用于季节性冰冻区的玄武岩纤维活性粉末混凝土 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202012005802U1 (de) * | 2012-06-12 | 2012-07-11 | Paata Gogoladze | Zusammensetzung für die Fertigung des Torkretbetons |
| CN103253913A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-21 | 山西大同大学 | 一种玄武岩纤维增强泡沫混凝土保温复合材料的制备方法 |
-
2013
- 2013-09-03 CN CN201310393169.3A patent/CN103508713A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202012005802U1 (de) * | 2012-06-12 | 2012-07-11 | Paata Gogoladze | Zusammensetzung für die Fertigung des Torkretbetons |
| CN103253913A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-21 | 山西大同大学 | 一种玄武岩纤维增强泡沫混凝土保温复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李为民等: "玄武岩纤维对混凝土的增强和增韧效应", 《硅酸盐学报》 * |
| 郑遵畅: "玄武岩纤维活性粉末混凝土基本性能试验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104193222A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 北京金港建设股份有限公司 | 一种修补用环氧树脂纤维增强混凝土及其制备方法 |
| CN107827415A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-03-23 | 广西融辰建设工程有限公司 | 一种隔热材料及其制备方法 |
| CN108658536A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-16 | 武汉理工大学 | 一种纤维增强水泥基材料及其制备方法 |
| CN108658536B (zh) * | 2018-05-23 | 2020-12-29 | 武汉理工大学 | 一种纤维增强水泥基材料及其制备方法 |
| CN109252442A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-01-22 | 青海大学 | 一种吸能蜂窝铝玄武岩纤维混凝土挡块 |
| CN109678417A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-26 | 深圳供电局有限公司 | 高耐久性活性粉末混凝土、桩基础及其制备方法 |
| CN109779370A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-05-21 | 武汉大学 | 一种基于空心玻璃微珠的水下抗爆复合防护结构及其施工方法 |
| CN109928660A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-25 | 南京瑞固聚合物有限公司 | 低温合成高减水型的减水剂及其制备工艺 |
| CN111747709A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-09 | 吉林大学 | 一种玄武岩纤维活性粉末混凝土及制备方法 |
| CN112028578A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-04 | 吉林大学 | 一种适用于季节性冰冻区的玄武岩纤维活性粉末混凝土 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103508713A (zh) | 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法 | |
| Topark-Ngarm et al. | Setting time, strength, and bond of high-calcium fly ash geopolymer concrete | |
| CN106278026B (zh) | 一种水泥基复合材料及其制备方法 | |
| CN111116132A (zh) | 用于组合结构及装配式建筑节点的灌浆料及其制备方法 | |
| CN104030634A (zh) | 一种掺碳纳米管的高强高韧活性粉末混凝土及其制备方法 | |
| CN111533504A (zh) | 一种机制砂与风积沙复掺的超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN104150840A (zh) | 一种c60全机制砂超高层泵送混凝土 | |
| CN107382216B (zh) | 掺加铁尾矿与建筑垃圾的高强混凝土及其制备方法 | |
| CN108640603A (zh) | 一种硅酸盐水泥基玻璃纤维增强水泥材料及其制备方法 | |
| CN107473658A (zh) | 一种含粗骨料超高性能混凝土材料及其制备方法 | |
| CN106927761A (zh) | 掺加铁尾矿砂、硅灰和玄武岩纤维的高性能混凝土 | |
| CN110028285A (zh) | 一种提高钢桥面刚度的超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN102276185A (zh) | 一种用于预制混凝土的早强型减水剂 | |
| CN112390578A (zh) | Cnf增强钢渣基地质聚合物胶凝材料、成型体及其制备和应用 | |
| CN105060779A (zh) | 一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥基复合材料 | |
| CN115304311A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN110627461B (zh) | 一种应用于高寒区域超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN102775110A (zh) | 200MPa以上强度等级胶凝材料及其制备方法 | |
| Wei et al. | Dynamical properties of environmental high-performance composites with calcined clay | |
| CN108229005B (zh) | 一种强度等级c50以上的再生混凝土及其制备方法 | |
| Yong et al. | Nano-CaCO3 enhances PVA fiber-matrix interfacial properties: an experimental and molecular dynamics study | |
| CN102701654A (zh) | 一类低徐变混凝土 | |
| Ahmad et al. | Effect of hybrid fibres on mechanical behaviour of magnesium oxychloride cement-based composites | |
| CN104291760B (zh) | 高膨胀水泥基复合材料及其制备方法 | |
| CN105777017B (zh) | 一种用于型钢混凝土组合结构c250强度等级的混凝土 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140115 |