CN110835252A - 一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法 - Google Patents

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王中华
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Abstract

本发明公开了混凝土领域内的一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法，该六角预制块利用自密实混凝土中掺入钢纤维，制作六角预制块的过程中无需振捣，并显著地改善了混凝土的抗弯、抗拉等力学性能。有效解决了现有普通混凝土制备的六角预制块需要振捣和容易断裂的缺点。

Description

一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土，特别涉及一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法。
背景技术
在护坡工程，特别是水利工程的护坡，以及道路路面的铺设中经常会采用六角预制块，传统的六角预制块在制作过程中需要振捣并在使用过程中经常出现断裂，若能在六角预制块制作过程中采用自密实混凝土及添加增强纤维将能解决上述问题。
钢纤维增强自密实混凝土六角预制块制作过程中具有无需振捣，具有原材料取材广泛、施工方便等优点，由其铺设的边坡或道面具有良好力学性能。
本发明钢纤维增强自密实混凝土预制块，外形正面为正六边形，边长为20mm，厚度10~15mm。根据需要还可以调整其形状及尺寸。由于该预制块几何形状规则，在铺设过程中能良好的对齐，护坡坡面或道路路面可以得到整齐平整的铺设，施工方便，添加了钢纤维还能有效地解决传统六角块易断裂的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块，在保证拌合物工作性能条件下在自密实混凝土中添加钢纤维增强材料，一方面解决了六角预制块在制作过程中需要振捣的缺点，另一方面可以改善混凝土六角预制块的力学性能，有效的防止预制块在铺设及使用过程中用于出现断裂的现象。
本发明的目的是这样实现的：
一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按照以下单位体积用量的比例配备好混凝土混合原料及钢纤维：
水泥360~400kg/m3；石子800~900kg/m3；砂750~800kg/m3；粉煤灰140~200kg/m3；聚羧酸高效减水剂 5~6kg/m3；水180~220kg/m3；消泡剂2.5~3kg/m3；钢纤维加入量与混凝土混合组分的体积比为0.5~0.9%。
步骤2、砂、碎石、水泥、粉煤灰预先搅拌，将称量好的各组分干料放入搅拌机内搅拌均匀，减水剂、消泡剂预先加入水中稀释均匀后加入搅拌机内与干料一起搅拌，获得混凝土拌合料；
步骤3、压制成型，将所得拌合料灌入模具，适当插捣压制成型，成型后脱模，即制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块；
步骤4、养护，将制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块半成品需养护期内定期洒水，时间一般为7d，保证混凝土有适宜的养护条件，以防止混凝硬化过程中干裂。
作为本发明的进一步限定，步骤4中养护条件温度为12~25℃，相对湿度为96%以上，养护时间大于28天。
作为本发明的进一步限定，所述的水泥选用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥；石子为碎石，公称粒径为5~20mm连续级配；砂为级配良好的中砂；所述纤维为镀铜微丝钢纤维；减水剂为聚羧酸高效减水剂。
一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块，通过上述方法制备而成，外形正面为正六边形。
本发明一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法的优点是：
（1）工作性能良好：本发明自密实混凝土材料拌合物具有良好的流动性，成型过程中无需振捣、能够在自身重力的作用下自动填充密实成型，降低了制作过程中产生的噪音。
（2）抗断裂性能提高：添加了钢纤维，通过纤维提供的三向约束，增加了混凝土强度，改善了混凝土材料的脆性，发挥了钢纤维材料的增强增韧的作用。
（3）密实度得到改善：添加了消泡剂，可有效改善自密实混凝土的密实度，改善混凝土内部孔隙结构，降低混凝土内容孔隙率。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似变化，均应列入本发明的保护范围。
实施例一
本发明一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法，其方法包括如下步骤：
步骤1，选取公称粒径为5~20mm连续级配的碎石作为粗骨料，选取级配良好的中砂作为细骨料；
步骤2，将5.12kg聚羧酸高效减水剂及2.61kg消泡剂同时掺入205.4kg水中（质量比为2.49%:1.27%:1）并搅拌均匀备用；
步骤3，将779.6kg中砂和818.6kg碎石（质量比为1:1.05）投入搅拌机搅拌均匀；
步骤4，将39.1kg钢纤维（按照与混凝土体积比为0.5%：1）加入已经搅拌均匀的碎石、中砂混合物中继续搅拌80s使其分散均匀；
步骤5，将385.5kg普通硅酸盐水泥及185.1kg粉煤灰投入搅拌机中搅拌60s使不同材料拌合物均匀；
步骤6，将步骤2中掺有外加剂的水（水胶比为0.36）加入步骤5中搅拌好的拌合物中，搅拌120s后出料；
步骤7、压制成型，将所得拌合料灌入模具，适当插捣压制成型，成型后脱模，即制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块；
步骤8、养护，将制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块半成品需养护期内定期洒水，时间一般为7d，保证混凝土有适宜的养护条件，以防止混凝硬化过程中干裂。养护条件温度为12~25℃，相对湿度为96%以上，养护时间大于28天。
实施例二
本发明一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法，其方法包括如下步骤：
步骤1，选取公称粒径为5~20mm连续级配的碎石作为粗骨料，选取级配良好的中砂作为细骨料；
步骤2，将5.53kg聚羧酸高效减水剂及2.73kg消泡剂同时掺入205.4kg水中（质量比为2.69%:1.32%:1）并搅拌均匀备用；
步骤3，将779.6kg中砂和818.6kg碎石（质量比为1:1.05）投入搅拌机搅拌均匀；
步骤4，将54.6kg钢纤维（按照与混凝土体积比为0.7%：1）加入已经搅拌均匀的碎石、中砂混合物中继续搅拌80s使其分散均匀；
步骤5，将385.5kg普通硅酸盐水泥及185.1kg粉煤灰投入搅拌机中搅拌60s使不同材料拌合物均匀；
步骤6，将步骤2中掺有外加剂的水（水胶比为0.36）加入步骤5中搅拌好的拌合物中，搅拌120s后出料；
步骤7、压制成型，将所得拌合料灌入模具，适当插捣压制成型，成型后脱模，即制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块；
步骤8、养护，将制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块半成品需养护期内定期洒水，时间一般为7d，保证混凝土有适宜的养护条件，以防止混凝硬化过程中干裂。养护条件温度为12~25℃，相对湿度为96%以上，养护时间大于28天。
实施例三
本发明一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块及其制备方法，其方法包括如下步骤：
步骤1，选取公称粒径为5~20mm连续级配的碎石作为粗骨料，选取级配良好的中砂作为细骨料；
步骤2，将5.89kg聚羧酸高效减水剂及2.95kg消泡剂同时掺入205.4kg水中（质量比为2.87%:1.43%:1）并搅拌均匀备用；
步骤3，将779.6kg中砂和818.6kg碎石（质量比为1:1.05）投入搅拌机搅拌均匀；
步骤4，将6kg钢纤维（按照与混凝土体积比为0.9%：1）加入已经搅拌均匀的碎石、中砂混合物中继续搅拌80s使其分散均匀；
步骤5，将385.5kg普通硅酸盐水泥及185.1kg粉煤灰投入搅拌机中搅拌60s使不同材料拌合物均匀；
步骤6，将步骤2中掺有外加剂的水（水胶比为0.36）加入步骤5中搅拌好的拌合物中，搅拌120s后出料；
步骤7、压制成型，将所得拌合料灌入模具，适当插捣压制成型，成型后脱模，即制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块；
步骤8、养护，将制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块半成品需养护期内定期洒水，时间一般为7d，保证混凝土有适宜的养护条件，以防止混凝硬化过程中干裂。养护条件温度为12~25℃，相对湿度为96%以上，养护时间大于28天。
下表为以上三个实施例制备得到钢纤维增强自密实混凝土材料的性能测试对比表。
实施例 坍落扩展度（mm） 扩展时间T<sub>500</sub>（s） 抗压强度（Mpa）
一 625 3 48.4
二 610 3 51.5
三 595 2 54.7
随着钢纤维体积掺量的增加，因纤维的交叉搭接以及部分结团会导致自密实混凝土的工作性能下降，甚至达不到自密实混凝土的技术要求，此时可考虑按JGJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》试配、调整、确定各材料的用量以满足自密实混凝土的工作性能。

Claims (4)

1.一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、按照以下单位体积用量的比例配备好混凝土混合原料及钢纤维：
水泥360～400kg/m3；石子800～900kg/m3；砂750～800kg/m3；粉煤灰140～200kg/m3；聚羧酸高效减水剂5～6kg/m3；水180～220kg/m3；消泡剂2.5～3kg/m3；钢纤维加入量与混凝土混合组分的体积比为0.5～0.9％；
步骤2、砂、碎石、水泥、粉煤灰预先搅拌，将称量好的各组分干料放入搅拌机内搅拌均匀，减水剂、消泡剂预先加入水中稀释均匀后加入搅拌机内与干料一起搅拌，获得混凝土拌合料；
步骤3、压制成型，将所得拌合料灌入模具，适当插捣压制成型，成型后脱模，即制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块；
步骤4、养护，将制得钢纤维增强自密实混凝土六角预制块半成品需养护期内定期洒水，时间一般为7d，保证混凝土有适宜的养护条件，以防止混凝硬化过程中干裂。
2.根据权利要求1所述的一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块制备方法，其特征在于，步骤4中养护条件温度为12～25℃，相对湿度为96％以上，养护时间大于28天。
3.根据权利要求1所述的一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块制备方法，其特征在于，步骤1所述的水泥选用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥；石子为碎石，公称粒径为5～20mm连续级配；砂为级配良好的中砂；所述钢纤维为镀铜微丝钢纤维；减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.一种钢纤维增强自密实混凝土六角预制块，通过上述权利要求1-3任一权利要求的制备方法制备而成，外形正面为正六边形。
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