CN108558312A - 一种利用合成双螺旋纤维制备的混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土及其制备方法，该混凝土主要由以下重量份比例的原料制成：普通硅酸盐水泥550‑610份、粉煤灰270‑310份、硅灰80‑110份、膨胀剂27‑32份、细骨料960‑1200份、双螺旋纤维110‑240份、聚羧酸减水剂45‑55份、水140‑160份。相对于现有技术，本发明原料中包括了负泊松比双螺旋纤维制备，以及掺加一定量的双螺旋纤维制备混凝土，掺入双螺旋纤维(满足一定掺量比例)能有效控制混凝土的非结构性裂缝，使双螺旋纤维混凝土比传统纤维混凝土具有更好的增强效果。此外，本发明利用逆流原理或横向流原理，采用旋转式混合搅拌机，对于原料的混合，尤其是对于钢纤维，具有意想不到的优势，可以大大提高最终产品的性能。

Description

一种利用合成双螺旋纤维制备的混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种利用具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备的混凝土及其制备方法，属于纤维增强混凝土技术领域。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。
但混凝土也有其缺陷，如易脆断，抗弯强度低，相对于现有技术，为了改善它的脆性，一般的混凝土中都是在掺加有机纤维或是钢纤维进行增强混凝土抗折抗弯性能，研究人员掺加纤维制备了玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土和碳纤维混凝土等纤维增强混凝土，都有一定的效果提升，但是，提升效果不够理想。
发明内容
发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备的混凝土及其制备方法。
技术方案：为了实现上述目的，本发明公开了一种利用合成双螺旋纤维制备的混凝土，其主要由以下重量份比例的原料制成：
普通硅酸盐水泥550-610份、粉煤灰270-310份、硅灰80-110份、膨胀剂27-32份、细骨料960-1200份、具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维110-240份、聚羧酸减水剂45-55份、水140-160份。
所述的普通硅酸盐水泥为PII·52.5级普通硅酸盐水泥。
所述的粉煤灰为I级类粉煤灰。
所述的硅灰中SiO2含量应大于等于95％，比表面积不宜小于15000m2/kg。
所述的膨胀剂为钙质膨胀剂，淡黄色粉末，比表面积大于等于200m2/Kg，1.18mm筛筛余小于等于0.5％，限制膨胀率水中7d大于等于0.06％。
所述的细骨料为河砂，细度模数为2.3-2.8的Ⅱ区中砂。含泥量小于等于0.5％。
所述的具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，为两种弹性模量差异较大的长丝组成双螺旋结构，分别是采用橡胶弹力线与玻璃纤维或碳纤维缠绕而成的一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维。
所述的聚羧酸高效减水剂的固含量大于等于40％(质量含量)，减水率大于等于33.9％。
所述水为自来水或饮用水，符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的要求。
本发明还提供了所述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)取普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、细骨料，利用旋转式混合搅拌机将其搅拌混合均匀，得到均匀混合料；
(2)将聚羧酸高效减水剂加入水中，搅拌得到均匀的水溶剂，缓慢加入到上述混合料中，然后调节旋转式混合搅拌机的工作参数进行混合，得到均匀混合浆体；
(3)向上述混合浆体中加入具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，然后再次调节旋转式混合搅拌机的工作参数进行混合，最后按国家标准成型养护，即可得到所述具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土。
更具体地，上述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、细骨料加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为130-170r/min，混合容器顺时针旋转速度为20-40r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为100-140S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为280-320r/min，混合容器顺时针旋转速度为20-40r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为300-420S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好的具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为280-320r/min，混合容器顺时针旋转速度为20-40r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为100-140S，最后按国家标准成型养护，即可得到具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土。
所述旋转式混合搅拌机是按照逆流原理或横向流原理进行设计，具有倾斜安装的旋转式的混合容器，将有待混合的物料送到一个偏心安装的高速旋转混工具部分，转子和混合容器可以实现相向或逆向相对转动，转速可根据个人需要实时调节，形成速度差很高的逆向性混合料物流，从而实现物料最大限度的均匀混合。
本发明制备方法中采用上述旋转式混合搅拌机，保证使混合料物流形成强大的垂直分量，保证物料充分均匀混合，多功能工具能可靠地防止混合料附在混合容器的底部和壁上，并在混合时间结束时加速卸料。该混合方式对于原料的混合，具有意想不到的优势，可以大大提高最终产品的性能。
此外，本发明原料中包括了具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维不同于常用的有机纤维或是钢纤维，合成双螺旋纤维在收到拉力横向应变变大，具有负泊松比效应，有利于固结混凝土，对改善抗折抗弯性能具有一定的提升作用。
技术效果：相对于现有技术，本发明原料中包括了具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，一般的混凝土中都是在掺加有机纤维或是钢纤维进行增强混凝土，具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维不同于常用的有机纤维或是钢纤维，合成双螺旋纤维在收到拉力横向应变变大，具有负泊松比效应，有利于固结混凝土，所合成具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维如图1-6，具有明显负泊松比效应。
附图说明
图1为橡胶弹力线(d＝1.5mm)与碳纤维合成的双螺旋纤维，在自然状态下和受拉力状态下照片，负泊松比值可以达到-5.23
图2为橡胶弹力线(d＝1.5mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维，在自然状态下和受拉力状态下照片，负泊松比值可以达到-5.32
图3为橡胶弹力线(d＝1.2mm)与碳纤维合成的双螺旋纤维，在自然状态下和受拉力状态下照片，负泊松比值可以达到-4.10
图4为橡胶弹力线(d＝1.2mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维，在自然状态下和受拉力状态下照片，负泊松比值可以达到-4.16
图5为橡胶弹力线(d＝0.8mm)与碳纤维合成的双螺旋纤维，在自然状态下和受拉力状态下照片，负泊松比值可以达到-4.41
图6为橡胶弹力线(d＝0.8mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维，在自然状态下和受拉力状态下照片，负泊松比值可以达到-4.52
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
以下实施例中所用原料均为以下要求：
普通硅酸盐水泥为PII·52.5级普通硅酸盐水泥。
粉煤灰为I级类粉煤灰。
硅灰中SiO2含量应大于等于95％，比表面积不宜小于15000m2/kg。
膨胀剂为钙质膨胀剂，淡黄色粉末，比表面积大于等于200m2/Kg，1.18mm筛筛余小于等于0.5％，限制膨胀率水中7d大于等于0.06％，水中7d转空气中21d大于等于-0.01％。
细骨料为河砂，细度模数为2.3-2.8的Ⅱ区中砂。含泥量小于等于0.5％。
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，为两种弹性模量差异较大的长丝组成双螺旋结构，分别是采用橡胶弹力线与玻璃纤维或碳纤维缠绕而成的一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维。
聚羧酸高效减水剂的固含量大于等于40％(质量含量)，减水率大于等于33.9％。
水为自来水或饮用水，符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的要求。
使用的搅拌机为旋转式混合搅拌机(爱立许R型强力混合机)。
实施例1
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰292.2份、硅灰97.4份、膨胀剂29.2份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝1.5mm)与碳纤维合成的双螺旋纤维117.4、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将碳纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例2
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰289.2份、硅灰96.9份、膨胀剂29.4份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝1.5mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维118.5份、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将玻璃纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例3
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰292.2份、硅灰97.4份、膨胀剂29.2份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝1.2mm)与碳纤维合成的双螺旋纤维117.5份、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将碳纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例4
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰292.2份、硅灰97.4份、膨胀剂29.2份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝1.2mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维118.5份、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将玻璃纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例5
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰292.2份、硅灰97.4份、膨胀剂29.2份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝0.8mm)与碳纤维合成的双螺旋纤维118.5份、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将碳纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例6
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰292.2份、硅灰97.4份、膨胀剂29.2份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝0.8mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维118.5份、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将玻璃纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例7
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥584.4份、粉煤灰292.2份、硅灰97.4份、膨胀剂29.2份、
细骨料1071.4份、橡胶弹力线(d＝0.8mm)与玻璃纤维合成的双螺旋纤维230.6份、聚羧酸减水剂48.7份、水146.1份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将玻璃纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为150r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为120S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为360S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为300r/min，混合容器顺时针旋转速度为30r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为120S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例8
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥550份、粉煤灰270份、硅灰80份、膨胀剂27份、细骨料960份、具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维110份、聚羧酸减水剂45份、水140份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将玻璃纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为130r/min，混合容器顺时针旋转速度为40r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为100S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为280r/min，混合容器顺时针旋转速度为40r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为300S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为280r/min，混合容器顺时针旋转速度为40r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为100S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
实施例9
一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维制备混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
普通硅酸盐水泥610份、粉煤灰310份、硅灰110份、膨胀剂32份、细骨料1200份、具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维240份、聚羧酸减水剂55份、水160份。
制备方法：
具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维的制备过程如下：1、组装：整个制备装置分为三部分①芯纱输送装置：将缠绕弹力线的转轮固定在铁架台上，使其不能移动只能转动；②缠绕装置：将玻璃纤维安装到焊接的承载装置上固定,再将承载装置固定到空心锭子上，同样使其不能移动只能转动，此时需要调节其与输送和装置的水平，使弹力线从中间穿过空心管，之后将电机、履带和承载装置安装到一起，两者通过转子连接；③收卷装置:先调节水平位置，使三者在同一水平线上，依据半径调节卷入速率的电机，将复合纤维先缠绕到电机上卷入，然后在合成的上螺旋纤维外层包裹一层环氧树脂进行固化，风干后裁剪成2.5±0.5mm长的纤维段，储存备有。
混凝土的制备方法如下：
先用与混凝土相同的水胶比的水泥砂浆充分润湿搅拌机和盛混凝土的容器。
(1)依次将称量好的水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、河砂加入到搅拌机的混合容器中，盖好搅拌机容器，启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为170r/min，混合容器顺时针旋转速度为20r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为140S，使其搅拌混合均匀得到混合料。
(2)将称量好聚羧酸高效减水剂加入水，用玻璃棒搅拌数秒，得到均匀的水溶剂。从注水口将搅拌均匀的水溶剂的缓慢加入到混合料中，然后调节转子速度，转子逆时针旋转速度为320r/min，混合容器顺时针旋转速度为20r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为420S，得到均匀混合浆体。
(3)停止转子和混合容器，加入称量好具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，重新启动转子和混合容器，转子逆时针旋转速度为320r/min，混合容器顺时针旋转速度为20r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为140S，即可得到混杂纤维增强超高强度混凝土。
对比例1：
与实施例1相同，不同之处在于，不掺加双螺旋纤维，其他均不变。
对比例2：
与实施例1相同，不同之处在于，并采用普通卧式搅拌机搅拌成型混凝土，其他均不变。
性能检测：
对上述实施例1、2及对比例1-6的混凝土拌合物及硬化混凝土性能进行试验，结果如表一。
表一测试结果
编号 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa
实施例1 94.7 9.9
实施例2 104.3 10.5
实施例3 102.6 12.1
实施例4 92.1 10.9
实施例5 98.6 11.5
实施例6 99.7 10.4
对比例1 90.1 8.9
对比例2 85.6 8.1
由上表一结果可得，与对比例1和2相比较，掺加一定双螺旋纤维后，产品抗压强度、抗折强度均有一定的提高；此外，与对比例2相比较，使用普通卧式搅拌机成型的混凝土性能明显不如使用爱立许R型强力搅拌机成型的力学性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案。若本领域普通技术人员对本发明的技术例进行修改或等同替换，而不脱离本发明的宗旨，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，其主要由以下重量份比例的原料制成：
普通硅酸盐水泥550-610份、粉煤灰270-310份、硅灰80-110份、膨胀剂27-32份、细骨料960-1200份、具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维110-240份、聚羧酸减水剂45-55份、水140-160份。
2.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥为PII·52.5级普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的粉煤灰为I级类粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的硅灰中SiO2含量大于等于95％，比表面积不小于15000m2/kg。
5.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的膨胀剂为钙质膨胀剂，淡黄色粉末，比表面积大于等于200m2/Kg，1.18mm筛筛余小于等于0.5％，限制膨胀率水中7d大于等于0.06％。
6.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的细骨料为河砂，细度模数为2.3-2.8的II区中砂，含泥量小于等于0.5％。
7.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，为两种弹性模量差异较大的长丝组成双螺旋结构，分别是采用橡胶弹力线与玻璃纤维或碳纤维缠绕而成的一种具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维。
8.根据权利要求1所述的利用双螺旋纤维制备的混凝土，其特征在于，所述的聚羧酸高效减水剂的固含量大于等于40％(质量含量)，减水率大于等于33.9％。
9.权利要求1-8任一项所述混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、细骨料，利用旋转式混合搅拌机将其搅拌混合均匀，得到均匀混合料；
(2)将聚羧酸高效减水剂加入水中，搅拌得到均匀的水溶剂，缓慢加入到上述混合料中，然后调节旋转式混合搅拌机的工作参数进行混合，得到均匀混合浆体；
(3)向上述混合浆体中加入具有负泊松比效应的合成双螺旋纤维，然后再次调节旋转式混合搅拌机的工作参数进行混合，最后按国家标准成型养护，即可得到所述利用双螺旋纤维制备的混凝土。
10.根据权利要求9所述的具有负泊松比双螺旋结构的纤维制备混凝土的制备方法，
其特征在于：
步骤(1)中旋转式混合搅拌机的工作参数为：转子逆时针旋转速度为130-170r/min，混合容器顺时针旋转速度为20-40r/min，转子与混合容器旋转方向相反。混合时间为100-140S；
步骤(2)中旋转式混合搅拌机的工作参数为：转子逆时针旋转速度为280-320r/min，混合容器顺时针旋转速度为20-40r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为300-420S；
步骤(3)中旋转式混合搅拌机的工作参数为：转子逆时针旋转速度为280-320r/min，混合容器顺时针旋转速度为20-40r/min，转子与混合容器旋转方向相反，混合时间为100-140S。
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