CN110577393A - 一种高抗冲击性混凝土材料及其制备和养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高抗冲击性混凝土材料及其制备和养护方法。首先将石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中并混合均匀，然后缓慢加入含量为11％的水并搅拌，避免超细纤维凝结成团，并观察到其表面呈湿润状，最后将其倒入模具中，放平且固定模具后振动成型，要求表面无大量气泡溢出。接下来将成型的混凝土放置在温度为17.5℃～27.5℃，湿度为55～85％的环境室中养护，待混凝土表面呈干燥状即可，若时间允许，一般养护时间越长，其抗冲击性能越好。本方法养护出的混凝土不仅保留了混凝土本身硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、可塑性强的优良特性，同时抗冲击性能得到显著提高。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高抗冲击性混凝土材料及其制备和养护方法。
背景技术
现代建筑结构不可避免地要承受撞击、地震、导弹等动力载荷。混凝土作为当今用量最大的建筑材料，其抗冲击性能，即混凝土在冲击载荷作用下，抵抗冲击疲劳破坏和抗裂韧性的能力的优劣切实关系着人们的生命和财产安全，因此，提高混凝土的抗冲击性能的研究意义重大且势在必行。
冲击载荷的持续时间短、能量高、其作用会对混凝土结构造成很大的损坏，给混凝土工程的安全性、耐久性等带来严重影响，而现有的混凝土整体还达不到一些要求具有高抗冲击性能的建筑工程的标准。在现有技术中，制约着混凝土抗冲击性能进一步发展的原因有很多，一方面，高抗冲击性混凝土原料成本太高，做不到大面积推广使用；另一方面，目前还没有研究报道具体的关于高抗冲击性能混凝土的制作和养护技术。因此，高抗冲击性能混凝土的研究仍然是国内外学者关注的热点。
发明内容
本发明提供了一种高抗冲击性混凝土材料及其养护方法，所述方法养护的混凝土既保留了混凝土本身硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、可塑性强的优秀特性，同时抗冲击性能也得到显著提高。
实现本发明的技术方案是：
本发明提供的混凝土按照质量比的组成为：石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水。
其中，沙子粒径为0.0-1.0mm；石子粒径为3.0-6.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm。
本发明提供的混凝土的制备及养护方法具体步骤如下：
(1)按照质量比称取石子，石灰，超细纤维，沙子和水备用；
(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；
(3)在步骤(2)的基础上，缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；
(4)在步骤(3)的基础上，将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
(5)在步骤(4)的基础上，将成型的混凝土放置在温度为17.5-27.5℃，湿度为55-85％的环境室中养护3天以上，若时间允许，一般养护时间越长，其抗冲击性能越好，待样品表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。
本发明采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测试仪器名称为Drop tower，测试原理为：通过捕捉重锤冲击样品的速度变化ΔV来计算样品在此过程中所吸收能量的多少，速度差ΔV越大，吸收的能量越多，该样品的抗冲击性能即越好。
本技术方法制得的高抗冲击性混凝土适用于对抗冲击性能要求严格的工程建筑，例如防爆建筑，保险箱，ATM机等。
采用上述技术方案后，本技术有以下优势：
本方法养护出的高抗冲击性混凝土既保留了混凝土本身硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、可塑性强的优良特性，通过限定的原料配比，原料的选用并结合本发明的养护条件，使得制得的混凝土材料的抗冲击性能得到了显著的提升。
附图说明
图1为含水百分比对混凝土抗冲击性能的影响；
图2为养护时长对混凝土抗冲击性能的影响；
图3为温度和湿度对混凝土抗冲击性能的影响；
图4为落锤冲击法测试抗冲击性能设备Drop Tower外形图。
具体实施例方式
实施例1
1)混凝土制备成型：采用以下步骤：(1)称取石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水备用(沙子粒径为1.0mm；石子粒径为3.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm)；(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；(3)缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；(4)将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
2)混凝土养护：在步骤1)的操作下得到了成型混凝土样品，将成型的混凝土放置在温度为27.5℃，湿度为70％的环境室中养护72h后，待样品表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。
3)抗冲击性能测试：对步骤2)获得的混凝土样品采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测得其抗冲击性能为：151.2mm/s。
实施例2
1)混凝土备成型：采用以下步骤：(1)称取石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水备用(沙子粒径为1.0mm；石子粒径为3.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm)；(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；(3)缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；(4)将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
2)混凝土养护：在步骤1)的操作下得到了成型混凝土样品，将成型的混凝土放置在温度为27.5℃，湿度为85％的环境室中养护72h后，待样品表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。
3)抗冲击性能测试：对步骤2)获得的混凝土样品采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测得其抗冲击性能为：134.9mm/s。
实施例3
1)混凝土备成型：采用以下步骤：(1)称取石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水备用(沙子粒径为1.0mm；石子粒径为3.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm)；(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；(3)缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；(4)将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
2)混凝土养护：在步骤1)的操作下得到了成型混凝土样品，将成型的混凝土放置在温度为22.5℃，湿度为55％的环境室中养护72h后，待样品表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。
3)抗冲击性能测试：对步骤2)获得的混凝土样品采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测得其抗冲击性能为：142.5mm/s。
对比实施例1
1)混凝土制备成型：采用以下步骤：(1)称取石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水备用(沙子粒径为1.0mm；石子粒径为3.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm)；(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；(3)缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；(4)将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
2)不进行养护条件下：在步骤1)的操作下得到了成型混凝土样品，待样品在环境室外干燥后，直接对其采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测得其抗冲击性能为：95.5mm/s。
对比实施例2
1)混凝土制备成型：采用以下步骤：(1)称取石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水备用(沙子粒径为1.0mm；石子粒径为3.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm)；(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；(3)缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；(4)将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
2)混凝土养护：在步骤1)的操作下得到了成型混凝土样品，将成型的混凝土放置在温度范围为30℃，湿度为50％的环境室中养护72h后，待样品表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。
3)抗冲击性能测试：对步骤2)获得的混凝土样品采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测得其抗冲击性能为：104.9mm/s。
对比实施例3
1)混凝土制备成型：采用以下步骤：(1)称取石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g和42.3g的水备用(沙子粒径为1.0mm；石子粒径为3.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm)；(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；(3)缓慢倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；(4)将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
2)混凝土养护：在步骤1)的操作下得到了成型混凝土样品，将成型的混凝土放置在温度为27.5℃，湿度为70％的环境室中养护72h后，待样品表面呈干燥状，即高抗冲击性混凝土养护完成。
3)抗冲击性能测试：对步骤2)获得的混凝土样品采用落塔试验进行抗冲击性能测试，测得其抗冲击性能为：69.1mm/s。
对所公开的实施步骤的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施步骤及操作的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本改进技术的精神或范围的情况下，在其它实施操作中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施步骤，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
表1抗冲击性能对比
Claims (6)
1.一种高抗冲击性混凝土的制备及养护方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：
(1)按照质量比称取石子，石灰，超细纤维，沙子和水备用；
(2)将称取的石子、超细纤维、沙子和石灰依次加入搅拌器中，使原料充分混合，避免注水后超细纤维凝结成团；
(3)在步骤(2)的基础上，倒入质量比为11％的水并搅拌3-4min，使原料与水充分混合均匀，待其表面呈湿润状即可；
(4)在步骤(3)的基础上，将其倒入底部尺寸为4″×4″的模具中，待放平且固定模具后，使用振动仪器振动10min，要求样品表面无大量气泡溢出，即尺寸为4″×4″×0.5″的混凝土制备成型；
(5)在步骤(4)的基础上，将成型的混凝土进行养护，得到高抗冲击性混凝土。
2.根据权利要求1所述的高抗冲击性混凝土的制备及养护方法，其特征在于，所述石子76.0g，石灰138.4g，超细纤维45.2g，沙子81.8g，水42.3g。
3.根据权利要求1所述的高抗冲击性混凝土的制备及养护方法，其特征在于，所述沙子粒径为0.1-1.0mm；石子粒径为3.0-6.0mm；超细纤维尺寸为0.2×6mm。
4.根据权利要求1所述的高抗冲击性混凝土的制备及养护方法，其特征在于，养护条件为：在温度为17.5-27.5℃，湿度为55-85％的环境室中养护3天以上。
5.一种根据权利要求1所述的方法得到的高抗冲击性混凝土其特征在于：所述混凝土抗冲击性能为：130-160mm/s。
6.一种根据权利要求1所述的方法得到的高抗冲击性混凝土的应用，其特征在于：所述混凝土用于防爆建筑、保险箱、ATM机领域。
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Application publication date: 20191217 Assignee: Shandong Hongke Construction Project Management Co.,Ltd. Assignor: CHANGZHOU University Contract record no.: X2023980050999 Denomination of invention: A high impact resistant concrete material and its preparation and curing method Granted publication date: 20220301 License type: Common License Record date: 20231209 |
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