CN108503299A - 高强度钢纤维混凝土 - Google Patents

Abstract

一种高强度钢纤维混凝土，按重量份数计，包括硅酸盐水泥384～436份，矿粉70～90份，粉煤灰80～100份，硅灰10～20份，砂564～582份，10‑15mm粒径碎石1046～1142份，钢纤维83～113份，减水剂3～4份，引气剂0.5～0.6份，碳酰胺2～4份，十二烷基苯磺酸钠4～6份，砂轮灰20～30份，水120～142份。该种混凝土不仅强度、抗开裂性能好，同时，也就具有良好的防虫害的能力，以及耐久性能，从而大大拓宽了应用范围。

Description

高强度钢纤维混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种高强度钢纤维混凝土。

背景技术

混凝土具有强度高、耐久性好、工艺简单、原料丰富的优点，使其使用范围十分广泛，成为现在必不可缺少的建筑材料。混凝土通常是由水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定比例配合，经过搅拌所得。

随着混凝土组成材料的不断发展，人们对对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝土的耐久性、变形性能、防火抗爆性能、防渗水性能、韧性、耐腐蚀性、保温性、健康环保性以及降低成本等等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。同时，建筑设备水平的提升，新型施工工艺的不断涌现和推广，使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求，发展很快。

混凝土还离不开混凝土用原材料的发展，离不开混凝土的工程应用对象的发展变化。因此，研制性能更加优异、功能更加强大、更适应新工艺、新建筑对象的混凝土就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度钢纤维混凝土，该混凝土密实性好，抗裂性和抗压强度大。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高强度钢纤维混凝土，按重量份数计，包括硅酸盐水泥384～436份，矿粉70～90份，粉煤灰80～100份，硅灰10～20份，砂564～582份，10-15mm粒径碎石1046～1142份，钢纤维83～113份，减水剂3～4份，引气剂5～6份，碳酰胺2～4份，十二烷基苯磺酸钠4～6份，砂轮灰20～30份，水120～142份。

优选的，按重量份数计，包括硅酸盐水泥410份，矿粉80份，粉煤灰90份，硅灰15份，砂573份，10-15mm粒径碎石1094份，钢纤维98份，减水剂3.5份，引气剂5.5份，碳酰胺3份，十二烷基苯磺酸钠5份，砂轮灰25份，水131份。

通过采用上述技术方案，由于钢纤维本身就具有较高的强度，这样加入到混凝土内之后，也就能够使得混凝土的强度增加了，从而也就提高了混凝土的抗冲击的能力，并且由于钢纤维在混凝土中是无规则的进行排列的，这样也就使得钢纤维彼此之间相互有众多牵连的点，从而也就提高了混凝土的抗裂能力。

另外，部分尿素会与钢纤维上原本带有的锈迹放生反应，形成络合物，并附着在钢纤维的表面，成为了保护膜，从而也就提高了钢纤维的抗氧化的能力。同时，由于部分昆虫会在混凝土上进行打洞，而这个过程中，混凝土中的尿素和十二烷基苯磺酸钠会被虫子吸入到体内，这时尿素就会破坏昆虫体壁几丁质，而十二烷基苯磺酸钠会将体壁蜡质层溶解，并附着在上面形成不透水。不透气的一层膜，从而也就能够使昆虫气孔堵塞并窒息死亡，从而也就降低了昆虫对混凝图的破坏。再者，十二烷基苯磺酸钠原本就是表面活性剂，从而有利于增强混凝土中各原料的混合度。

而砂轮灰是指砂轮加工打磨铸件的时候，相互摩擦产生的颗粒状废料，如果排放到环境中就会对环境造成污染，因此，将其加入到混凝土中就能够减少对环境的污染，同时，其主要成份为二氧化硅，并且其颗粒度比较的小，所以其能够对混凝土中中的细小空隙起到填充的作用，提高了混凝土的密实性。

优选的，所述钢纤维的表面带有连续的螺纹，并且两端成反向弯曲。

通过采用上述技术方案，这样提高了钢纤维表面的粗糙度，从而钢纤维之间以及钢纤维与混凝土集料之间的接触面已经阻力都会增加，从而就能够增强混凝土的抗裂能力。

优选的，所述减水剂为酮基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂的混合减水剂。

优选的，所述酮基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂的重量为1∶0.5～2。

通过采用上述技术方案，由于酮基磺酸盐减水剂是脂肪族减水剂，其与聚羧酸减少剂的复配减水剂相比与纯的脂肪族减水和纯的聚羧酸减水剂的减水效果都要强10％～15％，从而也就进一步提高了混凝土的减水效果。

优选的，所述引气剂为松香皂类RS-I引气剂。

通过采用上述技术方案，掺入该种引气剂其能够在混凝土拌和过程中引入均匀而稳定的独立微小气泡，阻断水的通路，使混凝土的抗渗性能有所提高。同时，由于混凝土内微小气泡的存在，可改善混凝土的和易性和流动性，减少泌水，提高混凝土的耐久性。

一种高强度钢纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、按规定的重量称取硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、10-15mm粒径碎石和2/3的水加入到混合器中搅拌20～30分钟；

S2、称取规定重量的钢纤维、减水剂和引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S3、称取规定重量的碳酰胺和十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的1/3的水中，进行充分混合得到溶液；

S4、将S3所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料。。

优选为，S2中在钢纤维加入到混合器中之前，先将混合器投入到砂轮灰中进行混合充分涂抹，然后连同砂轮灰一起加入到混合器中。

通过采用上述技术方案，先在钢纤维上涂抹上砂轮灰，这样一方面能够提高钢纤维的表面粗糙程度，使其更能够与混凝土集料充分地粘合在一起，进一步提高了钢纤维与混凝土集料之间的粘结牢固度，从而也就提高了混凝土的强度以及抗开裂的性能。

优选为，钢纤维在投入到砂轮灰之前，还会在钢纤维的表面涂抹聚氨酯胶粘剂。

优选为，将涂抹有砂轮灰后的钢纤维放在80～90°的环境下进行干燥。

通过采用上述技术方案，而在钢纤维投入到砂轮灰内之前，先用聚氨酯均匀涂抹，这样是为了使砂轮灰和钢纤维能够结合的更加牢固。之后，用80～90°来干燥钢纤维，这样在混合的时候，砂轮灰就不容易受到摩擦而剥落下来的了，从而也就进一步提高了钢纤维之间以及钢纤维与混凝土集料之间的粘结度，进而也就增强了混凝土的强度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、由于钢纤维本身强度都比较的大，从而也就增强了混凝土的强度；

2、钢纤维表面带有螺纹，这样能够增加钢纤维之间以及钢纤维和混凝土集料之间的摩擦力和阻力，从而也就提高了混凝土抗开裂的性能；

3、碳酰胺和十二烷基苯磺酸钠添加到混凝土中，不仅能够提高混凝土的抗虫性，同时碳酰胺也能够渗入到钢纤维的表面，从而对钢纤维起到防锈的作用；

4、砂轮灰涂布在钢纤维表面，这样能够有效的提高钢纤维的表面粗糙度，进而也就能够进一步使得钢纤维和混凝土集料之间粘结的更加牢固，进而也就增强了混凝土的强度以及抗开裂的性能。

附图说明

图1为高强度钢纤维混凝土的制备工艺流程图；

具体实施方式

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

实施例一、

S1、称取384kg硅酸盐水泥、70kg矿粉、80kg粉煤灰、10kg硅灰、564kg砂、1046kg10-15mm粒径碎石和80kg水加入到混合器中搅拌20分钟；

S2、称取83kg的带有螺纹的钢纤维，在其表面上均匀涂抹上聚氨酯胶粘剂，之后投入到20kg砂轮灰中进行充分混合，使得钢纤维表面均匀砂轮灰；

S3、将涂抹有砂轮灰的钢纤维置于80～90°的环境下进行干燥，之后连同其他砂轮灰一起以及2kg酮基磺酸盐减水剂、1kg聚羧酸减水剂和0.5kg松香皂类RS-I引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S4、称取2kg碳酰胺和4kg十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的40kg水中，进行充分混合得到溶液；

S5、将S4所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料，得到成品。

实施例二、

S1、称取436kg硅酸盐水泥、90kg矿粉、100kg粉煤灰、20kg硅灰、582kg砂、1142kg10-15mm粒径碎石和95kg水加入到混合器中搅拌30分钟；

S2、称取113kg的带有螺纹的钢纤维，在其表面上均匀涂抹上聚氨酯胶粘剂，之后投入到30kg砂轮灰中进行充分混合，使得钢纤维表面均匀砂轮灰；

S3、将涂抹有砂轮灰的钢纤维置于80～90°的环境下进行干燥，之后连同其他砂轮灰一起以及1.3kg酮基磺酸盐减水剂、2.67kg聚羧酸减水剂和0.6kg松香皂类RS-I引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S4、称取4kg碳酰胺和6kg十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的47kg水中，进行充分混合得到溶液；

S5、将S4所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料，得到成品。

实施例三、

S1、称取410kg硅酸盐水泥、80kg矿粉、90kg粉煤灰、15kg硅灰、573kg砂、1094kg10-15mm粒径碎石和87kg水加入到混合器中搅拌25分钟；

S2、称取98kg的带有螺纹的钢纤维，在其表面上均匀涂抹上聚氨酯胶粘剂，之后投入到25kg砂轮灰中进行充分混合，使得钢纤维表面均匀砂轮灰；

S3、将涂抹有砂轮灰的钢纤维置于80～90°的环境下进行干燥，之后连同其他砂轮灰一起以及1.75kg酮基磺酸盐减水剂、1.75kg聚羧酸减水剂和0.55kg松香皂类RS-I引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S4、称取3kg碳酰胺和5kg十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的44kg水中，进行充分混合得到溶液；

S5、将S4所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料，得到成品。

实施例四、

S1、称取436kg硅酸盐水泥、80kg矿粉、80kg粉煤灰、20kg硅灰、573kg砂、1094kg10-15mm粒径碎石和87kg水加入到混合器中搅拌25分钟；

S2、称取83kg的带有螺纹的钢纤维，在其表面上均匀涂抹上聚氨酯胶粘剂，之后投入到30kg砂轮灰中进行充分混合，使得钢纤维表面均匀砂轮灰；

S3、将涂抹有砂轮灰的钢纤维置于80～90°的环境下进行干燥，之后连同其他砂轮灰一起以及2kg酮基磺酸盐减水剂、1kg聚羧酸减水剂和0.6kg松香皂类RS-I引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S4、称取2kg碳酰胺和6kg十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的44kg水中，进行充分混合得到溶液；

S5、将S4所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料，得到成品。

实施例五、

S1、称取384kg硅酸盐水泥、90kg矿粉、100kg粉煤灰、15kg硅灰、564kg砂、1046kg10-15mm粒径碎石和95kg水加入到混合器中搅拌30分钟；

S2、称取113kg的带有螺纹的钢纤维，在其表面上均匀涂抹上聚氨酯胶粘剂，之后投入到25kg砂轮灰中进行充分混合，使得钢纤维表面均匀砂轮灰；

S3、将涂抹有砂轮灰的钢纤维置于80～90°的环境下进行干燥，之后连同其他砂轮灰一起以及1.75kg酮基磺酸盐减水剂、1.75kg聚羧酸减水剂和0.5kg松香皂类RS-I引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S4、称取4kg碳酰胺和4kg十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的47kg水中，进行充分混合得到溶液；

S5、将S4所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料，得到成品。

取实施例1至实施例5制备得到的高强度钢纤维混凝土按照规范要求制成标准养护试件，试件成型28小时后拆模，然后将试件送入养护室养护，分别在第7天、第14天、第28天根据《混凝土强度检验评定标准》B/T50107-2010的要求检测试件的各项性能，得到如下表一的数据并与GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中的C70的标准进行对比：

从上述的表中可以看出该种高强度钢纤维混凝土不仅能够有效的满足C70混凝土的抗压强度的标准，同时，其在保证较小的坍落度的前提下，又具有较好的流动度，从而也就提高了混凝土的密实性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高强度钢纤维混凝土，按重量份数计，包括

2.根据权利要求1所述的一种高强度钢纤维混凝土，按重量份数计，包括

3.根据权利要求1或2所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征是：所述钢纤维的表面带有连续的螺纹，并且两端成反向弯曲。

4.根据权利要求1或2所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征是：所述减水剂为酮基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂的混合减水剂。

5.根据权利要求4所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征在于：所述酮基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂的重量为1∶0.5～2。

6.根据权利要求1或2所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征是：所述引气剂为松香皂类RS-I引气剂。

7.如权利要求1至6中任意一项权利要求所述的一种高强度钢纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、按规定的重量称取硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、砂、10-15mm粒径碎石和2/3的水加入到混合器中搅拌20～30分钟；

S2、称取规定重量的钢纤维、减水剂和引气剂加入到混合器中，并进行搅拌直至充分混合；

S3、称取规定重量的碳酰胺和十二烷基苯磺酸钠加入到剩下的1/3的水中，进行充分混合得到溶液；

S4、将S3所得的溶液加入到混合器中，直至混合充分出料。

8.根据权利要求7所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征是：S2中在钢纤维加入到混合器中之前，先将混合器投入到砂轮灰中进行混合充分涂抹，然后连同砂轮灰一起加入到混合器中。

9.根据权利要求8所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征是：钢纤维在投入到砂轮灰之前，还会在钢纤维的表面涂抹聚氨酯胶粘剂。

10.根据权利要求9所述的一种高强度钢纤维混凝土，其特征是：将涂抹有砂轮灰后的钢纤维放在80～90°的环境下进行干燥。