CN107032695A - 钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件 - Google Patents

钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件 Download PDF

Info

Publication number
CN107032695A
CN107032695A CN201710164061.5A CN201710164061A CN107032695A CN 107032695 A CN107032695 A CN 107032695A CN 201710164061 A CN201710164061 A CN 201710164061A CN 107032695 A CN107032695 A CN 107032695A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
parts
concrete
fiber reinforced
water
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.)
Granted
Application number
CN201710164061.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107032695B (zh
Inventor
马剑
潘荣楠
蔡梦帆
石辉
陈天明
王欢
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.)
Suzhou gangsong building materials Co., Ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
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 Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201710164061.5A priority Critical patent/CN107032695B/zh
Publication of CN107032695A publication Critical patent/CN107032695A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107032695B publication Critical patent/CN107032695B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30—Oxides other than silica
    • C04B14/308—Iron oxide
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous materials
    • C04B20/0052—Mixtures of fibres of different physical characteristics, e.g. different lengths
    • 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
    • C04B28/08—Slag cements

Landscapes

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

Abstract

本申请提供了一种钢纤维自密实混凝土，所述混凝土的水胶比控制在0.3~0.7之间，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：3~20mm的短钢纤维1~5重量份数；磁珠0.5~3重量份数；非金属纤维1~4重量份数；天然粗骨料23~27重量份数；砂20~22.5重量份数；水泥10~14重量份数；粉煤灰1.5~3.5重量份数；水4~8重量份数；减水剂0.001~0.160重量份数。得到的高性能自密实混凝土不但加工工序简单，而且在抗压强度和抗拉性能上都能满足要求。

Description

钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，特别是新型自密实混凝土技术领域，具体而言，涉及一种钢纤维自密实混凝土及钢纤维自密实混凝土的制备方法和应用。
背景技术
自密实混凝土(Self-Consolidating Concrete 简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。配制自密实混凝土一般通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和合理的配合比设计，将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服，使混凝土流动性增大，同时又具有足够的塑性粘度，令骨料悬浮于水泥浆中，不出现离析和泌水问题，能自由流淌并充分填充模板内的空间，形成密实且均匀的胶凝结构。
钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，提高混凝土的延性。普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%—2%之间，较之普通混凝土，抗拉强度提高40%~80%，抗弯强度提高60%~120%，抗剪强度提高50%~100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0~25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。改善钢纤维混凝土主要办法：1.增加纤维的粘结长度(即增加长径比)；2.改善基体对钢纤维的粘结性能；3.改善纤维的形状、增加纤维与基体间的摩阻和咬合力。
CN201610098328.0提供了一种超高泵送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，该方法通过改变胶凝材料比例、投料顺序，制备出C150强度等级的超高泵送特超高强钢纤维混凝土，且可通过搅拌站常规生产工艺制备，解决了常规工艺无法生产C150及以上强度等级混凝土的问题。本发明采用常用的硅酸盐水泥、粗细骨料，在聚羧酸高效减水剂和超细矿物掺合料的“双掺”作用下，通过降低水胶比和密实增强等技术途径制备而成。制备的混凝土工作性能良好，扩展度670-700mm，2h基本无损失；粘度低，倒筒时间3.2-4.2s；28d抗压强度达到C150强度等级，可满足600m及以上超高层建筑泵送施工的要求。
CN201410194562.4本发明涉及一种高掺量混合钢纤维混凝土制备方法，包括胶凝材料、水、混合钢纤维和减水剂，所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰，所述混合钢纤维为两种以上不同尺寸的钢纤维。本发明可生产出一种具有高强和抗裂等功能的钢纤维混凝土，钢纤维体积掺量可达到6%甚至以上，克服了混凝土中钢纤维掺量较高时搅拌易出现结团现象等问题，混凝土抗压强度可提高50%以上。本发明配合比设计合理，高效可行，特别适用于强度及抗冲击要求较高的钢纤维混凝土。
CN201410799864.4本发明涉及一种废弃烧结砖再生C35钢纤维混凝土及其制备方法，由水泥、钢纤维、废弃烧结砖再生粗骨料、细骨料、水和减水剂按质量比1：0.096~0.160：1.679~1.737：0.653~0.817：0.367～0.397：0.006~0.01配制而成。本发明所得钢纤维混凝土和易性、流动性、保水性性能良好，而且其制备过程简单、环保，更易于施工。
CN201410041424.2本发明公开了一种钢纤维自密实混凝土，以解决现有技术的桥墩施工中，对混凝土抗震性能需求提高的问题。包含以下成分：硅酸盐水泥、粉煤灰、粒径5～20mm的级配石灰石碎石、砂、水、减水剂和钢纤维。通过掺入钢纤维提高混凝土的抗裂和抗拉性能，来提高地震作用下桥墩的抗震性能。本发明的钢纤维自密实混凝土，集合了混凝土混凝土、钢纤维混凝土和自密实混凝土优点，填补了钢纤维自密实混凝土的技术空白，对桥梁工程领域新材料、抗震设计设计与施工技术发展起到积极的推动作用。
现有技术钢纤维自密实混凝土虽然能解决抗裂和抗拉性能，但从另一角度来说，该钢纤维自密实混凝土的抗压强度提高幅度较小甚至是没有提升。基于以上原因，本发明因此而来。
发明内容
本申请旨在提供一种钢纤维自密实混凝土，以解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种钢纤维自密实混凝土，其特征在于所述混凝土的水胶比控制在0.3~0.7之间，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~27重量份数；
砂 20~22.5重量份数；
水泥 10~14重量份数；
粉煤灰 1.5~3.5重量份数；
水 4~8重量份数；
减水剂 0.001~0.16重量份数。
优选的技术方案是：所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~26重量份数；
砂 20~22重量份数；
水泥 10~11重量份数；
粉煤灰 1.5~3重量份数；
水 5~8重量份数；
减水剂 0.005~0.1重量份数。优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.62。
优选的技术方案是：所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~26重量份数；
砂 20~22重量份数；
水泥 10~11重量份数；
粉煤灰 2~3重量份数；
水 5~8重量份数；
减水剂 0.005~0.1重量份数。优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比0.54。
优选的技术方案是：所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
0.3~1.5cm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~27重量份数；
砂 20~22重量份数；
水泥 11~13重量份数；
粉煤灰 3~3.5重量份数；
水 5~8重量份数；
减水剂 0.05~0.1重量份数。优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.32。
优选的技术方案是：所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~15mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~27重量份数；
砂 20~22.5重量份数；
水泥 14~16重量份数；
粉煤灰 1.5~2重量份数；
水 4~6重量份数；
减水剂 0.001~0.16重量份数。优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.3。
优选的技术方案是：所述钢纤维和非金属纤维经镀铜或镀锌处理；优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.3~0.62；优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.3、0.32、0.54、0.62。
优选的技术方案是：所述钢纤维的粘结长度控制在10~30范围；且所述钢纤维的型式选自平直形钢纤维、压棱形钢纤维、波形钢纤维、弯钩形钢纤维、大头形钢纤维、双尖形钢纤维、集束钢纤维和U型钢纤维；优选的，所述钢纤维的型式采用U型钢纤维。
优选的技术方案是：所述非金属纤维的长度为10mm~30mm。
优选的技术方案是：所述水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰。
本发明的另一目的在于提供一种所述的钢纤维自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）按照预定配合比，先投入水泥，均匀掺入所需的金属、非金属纤维，启动搅拌机，干拌1~2min，目的是提高水泥在纤维表面的包裹度；增加水泥水化反应后与纤维的粘接度；
（2）再投入天然粗骨料、砂、粉煤灰，干拌1~2min；
（3）然后加入水，继续搅拌1~2min。添加减水剂，得到A料；
（4）将磁珠分步逐个加入或者每n个加入到A料中，每步搅拌均匀；其中n为整数，且n>=2；
（5）最后搅拌均匀即得所述的钢纤维自密实混凝土。
本发明的又一目的在于提供一种所述的钢纤维自密实混凝土制备而成的混凝土构件。所述混凝土构件为墙材、砂浆和其他预制构件的一种。
本发明预先将磁珠分散于混凝土材料中，再加入钢纤维，这样可以通过磁珠实现钢纤维在非金属纤维间的交联，由于纤维粘结长度的控制，在达到钢纤维自密实混凝土流动性的同时，令人意想不到的同时提高了其抗压强度和抗拉强度。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比较具有以下突出的优点和效果：
（1）本发明得到的钢纤维自密实混凝土在具有相当的抗压强度的同时，又增加了抗拉强度。这样其制备得到构件具有高机械强度。
（2）本发明得到的钢纤维自密实混凝土具有自密实混凝土的自身优点，可以在自身重力下，填充模板，同时具有优良的均质性，并且不需要附加振动，避免了振捣对模板产生的磨损，增加了结构设计的自由度，减少混凝土对搅拌机的磨损，保证混凝土良好地密实。
（3）本发明得到的钢纤维自密实混凝土具有数种工业的优势，特别是建筑工业、化学工业(掺加剂制造商)、所有建造市场(建筑、土木工程或预铸厂)、设备建造工业(theconstruction industry of units)或水泥工业。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情 况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的 顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包 含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出 的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有 的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块所描述的方 位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果部件或者模块被倒置，则描述为“在其他 部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被 定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而， 示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
正如背景技术所介绍的，现有技术中自密实混凝土特别是钢纤维自密实混凝土通过钢纤维的添加和调整虽然能解决其抗拉强度的问题，但其抗压强度无法进行保证。而在自密实混凝土中其抗压强度决定着自密实混凝土的应用范围和应用领域，本发明提供了一种特殊配方的钢纤维自密实混凝土，可在抗拉强度和抗压强度两个维度上都达到了标准要求，使钢纤维自密实混凝土可以应用于建筑工业、化学工业等领域。
本申请一种典型的实施方式中，提出了一种钢纤维自密实混凝土，其特征在于所述混凝土的水胶比控制在0.3~0.7之间，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~27重量份数；
砂 20~22.5重量份数；
水泥 10~14重量份数；
粉煤灰 1.5~3.5重量份数；
水 4~8重量份数；
减水剂 0.001~0.16重量份数。
术语说明
本发明技术方案中水泥，包括但不限于硅酸盐水泥或其他混合水泥等。其中硅酸盐水泥，包括但不限于低热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、超早强硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等。另外，混合水泥，包括但不限于高炉水泥、硅石水泥、粉煤灰水泥等。作为水泥，硅酸盐水泥是优选的，其中，普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥或低热硅酸盐水泥是优选的。水泥的标号是水泥“强度”的指标。 水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，水泥浆经凝结、硬化后的坚实程度（水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关），一般取标准养护条件下养护28d时的立方体抗压强度。P·O 42.5普通硅酸盐水泥即为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
作为用于混凝土的骨料，可列举出粗骨料和细骨料。这里，在自密实混凝土中添加作为骨料的粗骨料和细骨料。作为粗骨料，可列举出河砾石、海砾石、山砾石、碎石、矿渣碎石等，作为细骨料，可列举出河砂、海砂、山砂等。另外，粗骨料和细骨料可以根据通常的分类(筛分等)来区分。
此外，在这种混凝土中，从获得充分的强度的观点考虑，每1m3该混凝土优选为700～1000kg，更优选800～900kg，另外，粗骨料的含量每1m3混凝土优选为800～1100kg，更优选为850～950kg。 这种混凝土例如可以通过如下方式获得：将水泥外加剂、粉煤灰添加到水泥中，形成水泥组合物，再将水和骨料添加到该水泥组合物中进行混合，由此获得。然而，由于本发明的混凝土只要在其组成中含有上述水泥外加剂即可，因此，可以在混凝土制备时添加。 所述细骨料为中砂，所述外加剂为聚羧酸减水剂，所述水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为I级粉煤灰。
此外，混凝土中进一步含有混凝土外加剂。混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入，占水泥质量5%以下的，能显著改善混凝土性能。作为优选的，混凝土外加剂为减水剂。作为减水剂，可以没有限制地应用减水剂、AE减水剂、高性能减水剂、高性能AE减水剂等作为混凝土中使用的减水剂所公知的材料。多元羧酸系的减水剂是优选的。减水剂在水泥组合物中的含量优选为0.8～3.0％水泥质量。另外，减水剂可以不作为水泥外加剂加入，而是在制备混凝土时添加。
减水剂定义为对于给定可加工性的混凝土，将混合水量通常减少10％至15％的添加剂。减水剂包括，例如，木质磺酸盐、羟基羧酸、 烃和其他专用有机化合物(例如甘油、聚乙烯醇、甲基硅铝酸钠、磺胺酸和酪蛋白)。高性能减水剂，包括但不限于萘系高效减水剂，聚羧酸高效减水剂和脂肪族高效减水剂。其中萘系高效减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛。聚羧酸减水剂（Poly-carboxylate Super-plasticizer）是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂，化学上可以分为两类，以主链为甲基丙烯酸，侧链为羧酸基团和MPEG(Methoxy polyethyleneglycol)，聚酯型结构。另外一种为主链为聚丙烯酸，侧链为Vinyl alcohol polyethyleneglycol，聚醚型结构。
骨料，即在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撑作用。粒径大于4.75 mm的骨料称为粗骨料，俗称石。常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75 mm的岩石颗粒。卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于4.75 mm的岩石颗粒。卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒（平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值）。建筑用卵石、碎石应满足国家标准GB/T 14685－2011《建筑用卵石、碎石》的技术要求。粒径4.75 mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。砂按产源分为天然砂、人工砂两类。天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75 mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。
本发明的天然粗骨料即为一般常用的粗骨料。粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰可作为混凝土的掺合料。
本发明采用磁珠、非金属纤维和钢纤维配合，得到的高性能自密实混凝土不但加工工序简单，而且在抗压强度和抗拉性能上都能满足要求。解决了现有技术中钢纤维自密实混凝土无法在获得抗拉强度的同时，在抗压强度上也能满足混凝土标准的要求。
实施例1~16
（1）准备原料：
磁珠：采用强磁处理后的氧化铁体，粒径在2~5mm。
水泥：P·O42.5普通硅酸盐水泥，表观密度为3.10g/cm3。
粉煤灰：Ⅰ级粉煤灰，表观密度2.04g/cm3。
砂:细度模数为2.36的中砂，表观密度为2.65g/cm3，堆积密度为1.45g/cm3，含水率为0.4%。
天然粗骨料：5~20mm连续粒级的碎石，表观密度为2.75g/cm3，堆积密度为1.35g/cm3，吸水率为0.45%。
短钢纤维：直径为0.06cm，长度在0.6~1.8cm，形状可以是平直形钢纤维（a）、压棱形钢纤维（b)、波形钢纤维（c）、弯钩形钢纤维（d/e）、大头形钢纤维（f）、双尖形钢纤维（g）、集束钢纤维（h）等等，来自市购。
非金属纤维，采用玻璃纤维、陶瓷纤维或者氧化铝纤维，直径为0.06cm，长度在0.6~1.8cm。
外加剂：聚羧酸高效减水剂。
水：自来水。
（2）为防止粘锅，称取各材料适量，拌制混凝土，待搅拌机内壁粘上水泥砂浆，取出新拌混凝土，按配合比称取水泥、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰、外加剂、非金属纤维，按照天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂、非金属纤维的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1min~2min；
（3）加入已经称量好的水，继续搅拌1min~2min。搅拌好后分布逐个加入称量好的磁珠；
（4）加入已经称量好的钢纤维，继续搅拌1min~2min。
钢纤维自密实再生混凝土配合比如下：
钢纤维自密实再生混凝土的抗拉强度和抗压强度测试结果如下表格：
实施例 立方体抗拉强度N/mm2 立方体抗压强度Mpa
1 14.3 49.8
2 13.6 43.8
3 13.9 46.6
4 14.0 48.8
5 19.3 60.1
6 20.1 69.6
7 20.3 64.9
8 21.4 66.1
9 10.5 35.8
10 10.7 29.8
11 10.6 31.2
12 11.9 37
13 7.2 22.2
14 7.4 26.4
15 6.8 20.8
16 6.5 17.8
钢纤维自密实再生混凝土的其他性能参数测试结果如下：
根据上表结果，可以看出，本发明得到的高性能钢纤维自密实混凝土在抗压强度满足现有混凝土标准C20/C30/C40/C60的同时，其抗拉强度也得到了极大的提升。而一般混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/10~1/20，本发明得到的高性能钢纤维自密实混凝土的抗拉强度是常规混凝土3~5倍，这可以大大提升用该高性能钢纤维自密实混凝土制作的预制构件和建筑物的抗震性能。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢纤维自密实混凝土，其特征在于所述混凝土的水胶比控制在0.3~0.7之间，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~27重量份数；
砂 20~22.5重量份数；
水泥 10~14重量份数；
粉煤灰 1.5~3.5重量份数；
水 4~8重量份数；
减水剂 0.001~0.16重量份数。
2.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~26重量份数；
砂 20~22重量份数；
水泥 10~11重量份数；
粉煤灰 1.5~3重量份数；
水 5~8重量份数；
减水剂0.005~0.1重量份数。
3.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~20mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~26重量份数；
砂 20~22重量份数；
水泥 10~11重量份数；
粉煤灰 2~3重量份数；
水 5~8重量份数；
减水剂 0.005~0.1重量份数。
4.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，所述混凝土的原料组分按重量分数计算包括：
3~15mm的短钢纤维 1~5重量份数；
磁珠0.5~3重量份数；
非金属纤维 1~4重量份数；
天然粗骨料 23~27重量份数；
砂 20~22重量份数；
水泥 11~13重量份数；
粉煤灰 3~3.5重量份数；
水 5~8重量份数；
减水剂 0.05~0.1重量份数。
5.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，
所述钢纤维和非金属纤维经镀铜或镀锌处理；优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.3~0.62；优选的，所述钢纤维自密实混凝土的水胶比为0.3、0.32、0.54、0.62。
6.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，
所述钢纤维的粘结长度控制在10mm~30mm范围；且所述钢纤维的型式选自平直形钢纤维、压棱形钢纤维、波形钢纤维、弯钩形钢纤维、大头形钢纤维、双尖形钢纤维、集束钢纤维和U型钢纤维；优选的，所述钢纤维的型式采用U型钢纤维。
7.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，
所述非金属纤维的粘结长度为10mm~30mm。
8.根据权利要求1所述的钢纤维自密实混凝土，其特征在于，
所述水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰。
9.一种权利要求1~8任意一项所述的钢纤维自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）预定配比按照天然粗骨料、砂、水泥、粉煤灰、减水剂和非金属纤维的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1~2min；然后加入水，继续搅拌1~2min；得到A料；
（2）将磁珠分步逐个加入或者每n个加入到A料中，每步搅拌均匀；其中n为整数，且n>=2；
（3）最后加入需要混入的金属纤维，搅拌均匀即得所述的钢纤维自密实混凝土。
10.一种权利要求1~8任意一项所述的钢纤维自密实混凝土制备而成的混凝土构件。
CN201710164061.5A 2017-03-20 2017-03-20 钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件 Active CN107032695B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710164061.5A CN107032695B (zh) 2017-03-20 2017-03-20 钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710164061.5A CN107032695B (zh) 2017-03-20 2017-03-20 钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107032695A true CN107032695A (zh) 2017-08-11
CN107032695B CN107032695B (zh) 2020-02-07

Family

ID=59533701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710164061.5A Active CN107032695B (zh) 2017-03-20 2017-03-20 钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107032695B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109503055A (zh) * 2019-01-04 2019-03-22 河北建业预拌混凝土有限公司 一种自密实混凝土及其制备方法
CN109626886A (zh) * 2019-02-26 2019-04-16 重庆交通大学 基于砂浆流变特性的钢纤维自密实混凝土配合比设计方法
CN110835252A (zh) * 2019-12-16 2020-02-25 南昌航空大学 一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法
CN113372063A (zh) * 2021-06-23 2021-09-10 北京民佳混凝土有限公司 一种耐热混凝土及其制备方法
CN114573311A (zh) * 2022-03-01 2022-06-03 江苏佳核新能源科技有限公司 一种预铸混凝土构件材料配方及其生产工艺
CN116217152A (zh) * 2022-10-09 2023-06-06 中建八局第二建设有限公司 一种c60强度等级钢纤维再生混凝土配方及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1093688A (zh) * 1993-04-10 1994-10-19 施东奎 纯工业废渣免烧免蒸建筑承重砖和非承重砖及其制备方法
CN101306933A (zh) * 2008-05-14 2008-11-19 西安吉源节能技术有限公司 应用活化粉煤灰替代干混砂浆中有机聚合物的方法
CN104858204A (zh) * 2015-04-08 2015-08-26 安徽理工大学 一种粉煤灰磁珠的资源化利用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1093688A (zh) * 1993-04-10 1994-10-19 施东奎 纯工业废渣免烧免蒸建筑承重砖和非承重砖及其制备方法
CN101306933A (zh) * 2008-05-14 2008-11-19 西安吉源节能技术有限公司 应用活化粉煤灰替代干混砂浆中有机聚合物的方法
CN104858204A (zh) * 2015-04-08 2015-08-26 安徽理工大学 一种粉煤灰磁珠的资源化利用方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109503055A (zh) * 2019-01-04 2019-03-22 河北建业预拌混凝土有限公司 一种自密实混凝土及其制备方法
CN109626886A (zh) * 2019-02-26 2019-04-16 重庆交通大学 基于砂浆流变特性的钢纤维自密实混凝土配合比设计方法
CN110835252A (zh) * 2019-12-16 2020-02-25 南昌航空大学 一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法
CN113372063A (zh) * 2021-06-23 2021-09-10 北京民佳混凝土有限公司 一种耐热混凝土及其制备方法
CN114573311A (zh) * 2022-03-01 2022-06-03 江苏佳核新能源科技有限公司 一种预铸混凝土构件材料配方及其生产工艺
CN116217152A (zh) * 2022-10-09 2023-06-06 中建八局第二建设有限公司 一种c60强度等级钢纤维再生混凝土配方及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107032695B (zh) 2020-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shi et al. A review on ultra high performance concrete: Part I. Raw materials and mixture design
Liew et al. Green concrete: Prospects and challenges
Djelloul et al. Performance of self-compacting concrete made with coarse and fine recycled concrete aggregates and ground granulated blast-furnace slag
Nazari et al. Influence of Al2O3 nanoparticles on the compressive strength and workability of blended concrete
CN107032695A (zh) 钢纤维自密实混凝土及其制备方法、预制构件
CN109020399A (zh) 一种c140高强混凝土及其制备方法
US10882791B2 (en) High performance concretes and methods of making thereof
Eide et al. Ultra high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC)–State of the art: FA 2 Competitive constructions: SP 2.2 Ductile high strength concrete
CN103936369B (zh) C30级单粒级再生自密实混凝土及其制备方法
CN103896527A (zh) 轻质高强水泥基复合材料
CN105272004A (zh) 轻质高强水泥基复合材料
WO2016198608A1 (en) Advanced fiber reinforced concrete mix designs and admixtures systems
CN110066158A (zh) 轻质自密实混凝土及其制备方法
CN110158850A (zh) 装配式轻质混凝土自保温复合墙板及其制作方法
CN110105011A (zh) 一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土
Parande Role of ingredients for high strength and high performance concrete–a review
Nazari et al. RETRACTED: Optimization mechanical properties of Cr2O3 nanoparticle binary blended cementitious composite
Vivek et al. Strength and microstructure properties of self-compacting concrete using mineral admixtures. Case study I
Binici et al. Mineralogy of plain Portland and blended cement pastes
Meera et al. Rheological and strength properties of self-compacting concrete incorporating marble and granite powders
Dordi et al. Microfine gound granulated blast furnace slag for high performance concrete
Nazari et al. RETRACTED: The effects of limewater on split tensile strength and workability of Al2O3 nanoparticles binary blended concrete
Ghrici et al. Influence of limestone dust and natural pozzolan on engineering properties of self-compacting repair mortars
Prem et al. Sustainable production of high performance concrete
CN109180060B (zh) 一种增强型混凝土膨胀剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200330

Address after: 215000 No.106, Sizha Road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou gangsong building materials Co., Ltd

Address before: Suzhou City, Jiangsu province 215600 north of the city of Zhangjiagang city science and Technology Park sand Hu Branch Park

Patentee before: Jiangsu University Of Science And Technology Industrial Technology Research Institute Of