CN108585670A - 一种耐火型抗爆裂高强混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种耐火型抗爆裂高强混凝土及其制备方法,属于建筑工程材料技术领域,本发明首先将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,能够提高硅灰的与硅酸盐水泥的黏合力,有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成;钢纤维和氢氧化铝掺入沙子骨料中,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延展性;添加萘系减水剂和聚羧酸系减水剂能提高混凝土早期强度及后期强度,加速工程进展,解决了现有技术在遇到严重的火灾时,外侧喷涂的防火涂层无法抵挡长时间焙烧,对混凝土的耐火性和防爆裂性能提升十分有限的技术问题。

Description

一种耐火型抗爆裂高强混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑工程材料技术领域,具体涉及一种耐火型抗爆裂高强混凝土及其制备方法。
背景技术
桥梁或者其他建筑物发生火灾的概率很小,但是还是有不少桥梁因意外或人为火灾而造成重大灾害。目前来看,我国已建成的混凝土桥梁占大多数,一旦混凝土桥梁发生火灾,某些混凝土构件在火灾初期就会由于受到热的作用而出现表层块状爆炸性脱落和爆裂。混凝土脱落和爆裂会使混凝土结构的截面尺寸减小,并且其中的钢筋直接暴露于火焰之中,从而使钢筋混凝土构件的力学性能急剧下降。混凝土在火灾中受到高温的作用时,强度也会降低。混凝土桥梁可采取多种防火措施,目前通常采用一些构造措施或预防性措施,可以降低混凝土桥梁发生火灾的概率,比如,在混凝土构件外侧喷涂防火涂层,在火灾发生时,防火涂层可以明显地阻止火焰与热量在混凝土中的传递,降低其传递速度,从而提高其耐火性能,达到防护保护的作用。但是在遇到严重的火灾时,由于外侧喷涂的防火涂层无法抵挡长时间焙烧,所以对混凝土的耐火性和防爆裂性能提升十分有限。
发明内容
(1)技术方案
本发明为了克服现有技术的不足之处,提供一种耐火型抗爆裂高强混凝土,所述混凝土中各原料组分的质量百分含量为:硅酸盐水泥20~26%、矿粉8~10%、细度模数为1.8~2.0的细沙28~30%、细度模数为2.6~3.0的中沙15~18%、钢纤维3~5%、氢氧化铝2~4%、松香0.5~0.7%、聚醋酸乙烯酯3~5%、聚酰亚胺纤维0.3~0.5%、硅灰3~5%、减水剂1~1.2%、水5.5~5.8%。
进一步地,所述氢氧化铝为α晶型的,并且所述氢氧化铝的细度为1500~2000目,更优选地,所述氢氧化铝的细度为1800目。
进一步地,所述硅灰为SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的混合物,并且SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的配比为SiO2:Al2O3:Fe2O3:MgO=1:2~4:1~2:3~5,更优选地,SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的配比为SiO2:Al2O3:Fe2O3:MgO=1:3:2:4。
进一步地,所述的减水剂为萘系减水剂和聚羧酸系减水剂的复合减水剂,萘系减水剂和聚羧酸系减水剂复合比例为:萘系减水剂:聚羧酸系减水剂=3:5,添加萘系减水剂和聚羧酸系减水剂能提高混凝土早期强度及后期强度,加速工程进展。
进一步地,所述硅酸盐水泥为P•O 42.5普通硅酸盐水泥,所述矿粉中钙、铁和铝元素的含量小于9%。
一种耐火型抗爆裂高强混凝土的制备方法,该方法使用所述耐火型抗爆裂高强混凝土,具体包括以下步骤:
(1)、将硅酸盐水泥、矿粉、细度模数为1.8~2.0的细沙、细度模数为2.6~3.0的中沙、钢纤维和氢氧化铝进行搅拌混合50~60秒,其中细沙和中沙优选河沙;
(2)、然后将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,搅拌30~50秒,把松香热熔至130℃以上,并且添加至聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰的混合物中,搅拌混合60~120秒;
(3)、将步骤(1)和步骤(2)的原料混合,并且添加减水剂和水,充分混合60~90秒,出料得到所述混凝土。
(2)有益效果
本发明的有益效果:相对于现有技术,本发明首先将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,能够提高硅灰的与硅酸盐水泥的黏合力,有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成;钢纤维和氢氧化铝掺入沙子骨料中,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延展性;添加萘系减水剂和聚羧酸系减水剂能提高混凝土早期强度及后期强度,加速工程进展,解决了现有技术在遇到严重的火灾时,外侧喷涂的防火涂层无法抵挡长时间焙烧,对混凝土的耐火性和防爆裂性能提升十分有限的技术问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
本实施例提供一种耐火型抗爆裂高强混凝土,所述混凝土中各原料组分的质量百分含量为:硅酸盐水泥120Kg、矿粉60Kg、细度模数为1.8~2.0的细沙180Kg、细度模数为2.6~3.0的中沙108Kg、钢纤维30Kg、氢氧化铝12Kg、松香3Kg、聚醋酸乙烯酯18Kg、聚酰亚胺纤维2.4Kg、硅灰2.58Kg、减水剂6Kg、水3.48Kg。
在本实施例中,所述氢氧化铝为α晶型的,并且所述氢氧化铝的细度为1500,所述硅灰为SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的混合物,并且SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的配比为SiO2:Al2O3:Fe2O3:MgO=1:2:1:3。所述的减水剂为萘系减水剂和聚羧酸系减水剂的复合减水剂,萘系减水剂和聚羧酸系减水剂复合比例为:萘系减水剂:聚羧酸系减水剂=3:5,添加萘系减水剂和聚羧酸系减水剂能提高混凝土早期强度及后期强度,加速工程进展。所述硅酸盐水泥为P•O42.5普通硅酸盐水泥,所述矿粉中钙、铁和铝元素的含量小于9Kg。
一种耐火型抗爆裂高强混凝土的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)、将硅酸盐水泥、矿粉、细度模数为1.8~2.0的细沙、细度模数为2.6~3.0的中沙、钢纤维和氢氧化铝进行搅拌混合50秒,其中细沙和中沙优选河沙;
(2)、然后将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,搅拌30秒,把松香热熔至130℃以上,并且添加至聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰的混合物中,搅拌混合60秒;
(3)、将步骤(1)和步骤(2)的原料混合,并且添加减水剂和水,充分混合60秒,出料得到所述混凝土。
实施例二
本实施例提供一种耐火型抗爆裂高强混凝土,所述混凝土中各原料组分的质量百分含量为:硅酸盐水泥125Kg、矿粉40Kg、细度模数为1.8~2.0的细沙140Kg、细度模数为2.6~3.0的中沙80Kg、钢纤维25Kg、氢氧化铝20Kg、松香3.5Kg、聚醋酸乙烯酯15Kg、聚酰亚胺纤维2.5Kg、硅灰3.3Kg、减水剂1.65Kg、水2.75Kg。
在本实施例中,所述氢氧化铝为α晶型的,并且所述氢氧化铝的细度为2000目,所述硅灰为SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的混合物,并且SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的配比为SiO2:Al2O3:Fe2O3:MgO=1:4:2:5。所述的减水剂为萘系减水剂和聚羧酸系减水剂的复合减水剂,萘系减水剂和聚羧酸系减水剂复合比例为:萘系减水剂:聚羧酸系减水剂=3:5,添加萘系减水剂和聚羧酸系减水剂能提高混凝土早期强度及后期强度,加速工程进展,而且所述硅酸盐水泥为P•O 42.5普通硅酸盐水泥,所述矿粉中钙、铁和铝元素的含量小于9Kg。
一种耐火型抗爆裂高强混凝土的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)、将硅酸盐水泥、矿粉、细度模数为1.8~2.0的细沙、细度模数为2.6~3.0的中沙、钢纤维和氢氧化铝进行搅拌混合60秒,其中细沙和中沙优选河沙;
(2)、然后将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,搅拌50秒,把松香热熔至130℃以上,并且添加至聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰的混合物中,搅拌混合120秒;
(3)、将步骤(1)和步骤(2)的原料混合,并且添加减水剂和水,充分混合90秒,出料得到所述混凝土。
实施例三
本实施例提供一种耐火型抗爆裂高强混凝土,所述混凝土中各原料组分的质量百分含量为:硅酸盐水泥182Kg、矿粉70Kg、细度模数为1.8~2.0的细沙196Kg、细度模数为2.6~3.0的中沙105Kg、钢纤维21Kg、氢氧化铝14Kg、松香3.5Kg、聚醋酸乙烯酯35Kg、聚酰亚胺纤维3.5Kg、硅灰21Kg、减水剂8.4Kg、水40.6Kg。
在本实施例中,所述氢氧化铝为α晶型的,并且所述氢氧化铝的细度为1800目,所述硅灰为SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的混合物,并且SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的配比为SiO2:Al2O3:Fe2O3:MgO=1:3:2:4。所述的减水剂为萘系减水剂和聚羧酸系减水剂的复合减水剂,萘系减水剂和聚羧酸系减水剂复合比例为:萘系减水剂:聚羧酸系减水剂=3:5,添加萘系减水剂和聚羧酸系减水剂能提高混凝土早期强度及后期强度,加速工程进展,所述硅酸盐水泥为P•O 42.5普通硅酸盐水泥,所述矿粉中钙、铁和铝元素的含量小于9Kg。
一种耐火型抗爆裂高强混凝土的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)、将硅酸盐水泥、矿粉、细度模数为1.8~2.0的细沙、细度模数为2.6~3.0的中沙、钢纤维和氢氧化铝进行搅拌混合55秒,其中细沙和中沙优选河沙;
(2)、然后将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,搅拌40秒,把松香热熔至130℃以上,并且添加至聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰的混合物中,搅拌混合100秒;
(3)、将步骤(1)和步骤(2)的原料混合,并且添加减水剂和水,充分混合80秒,出料得到所述混凝土。
本发明中实施例一、实施例二和实施三制备的混凝土性能指标见下表
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、改进及替代,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种耐火型抗爆裂高强混凝土,其特征在于,所述混凝土中各原料组分的质量百分含量为:硅酸盐水泥20~26%、矿粉8~10%、细度模数为1.8~2.0的细沙28~30%、细度模数为2.6~3.0的中沙15~18%、钢纤维3~5%、氢氧化铝2~4%、松香0.5~0.7%、聚醋酸乙烯酯3~5%、聚酰亚胺纤维0.3~0.5%、硅灰3~5%、减水剂1~1.2%、水5.5~5.8%。
2.根据权利要求1所述的一种耐火型抗爆裂高强混凝土,其特征在于,所述氢氧化铝为α晶型的,并且所述氢氧化铝的细度为1500~2000目。
3.根据权利要求1所述的一种耐火型抗爆裂高强混凝土,其特征在于,所述硅灰为SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的混合物,并且SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO的配比为SiO2:Al2O3:Fe2O3:MgO=1:2~4:1~2:3~5。
4.根据权利要求1所述的一种耐火型抗爆裂高强混凝土,其特征在于,所述的减水剂为萘系减水剂和聚羧酸系减水剂的复合减水剂,萘系减水剂和聚羧酸系减水剂复合比例为:萘系减水剂:聚羧酸系减水剂=3:5。
5.根据权利要求1所述的一种耐火型抗爆裂高强混凝土,其特征在于,所述硅酸盐水泥为P•O 42.5普通硅酸盐水泥,所述矿粉中钙、铁和铝元素的含量小于9%。
6.一种耐火型抗爆裂高强混凝土的制备方法,该方法使用权利要求1~5任一项所述的耐火型抗爆裂高强混凝土,其特征在于,具体包括以下步骤:
(1)、将硅酸盐水泥、矿粉、细度模数为1.8~2.0的细沙、细度模数为2.6~3.0的中沙、钢纤维和氢氧化铝进行搅拌混合50~60秒;
(2)、然后将聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰进行混合,搅拌30~50秒,把松香热熔至130℃以上,并且添加至聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺纤维和硅灰的混合物中,搅拌混合60~120秒;
(3)、将步骤(1)和步骤(2)的原料混合,并且添加减水剂和水,充分混合60~90秒,出料得到所述混凝土。
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