CN111454025A - 混凝土及其制备方法、保险箱 - Google Patents

混凝土及其制备方法、保险箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混凝土及其制备方法、保险箱，该混凝土由以下原料制备而成，20～35％硅酸盐水泥；20～32％河砂；30～45％花岗岩石子；2～4％钢纤维；0.3～1％减水剂；4～6％水；所述硅酸盐水泥为Ⅱ型硅酸盐水泥。所述硅酸盐水泥为Ⅱ型硅酸盐水泥；所述钢纤维的直径为0.30mm‑0.50mm，长度为15mm‑25mm。本发明的保险箱包括一金属壳体，该金属壳体内具有一由上述混凝土制备成的夹层。本发明的混凝土具有较好的密实性、抗压强度及耐久性，满足保险箱对混凝土高强度的要求。

Description

混凝土及其制备方法、保险箱
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种混凝土及其制备方法、保险箱。
背景技术
保险箱是一种特殊的容器，安全性是其最核心的技术指标。各种高新安防技术不断发展，对应的破解技术也不断发展，用户越来越倾向选择更加安全、更好保护财物的保险箱。
传统的保险箱采用水泥+砂石的混凝土填充，但是混凝土在硬化过程中由于减缩、冷缩和干缩等原因引起体积的收缩，导致混凝土产生开裂、内部钢筋锈蚀等不良后果，造成保险箱箱体的破裂与变形。因此，亟待提供一种兼具有良好的抗压强度、密实性、耐久性的混凝土用于保险箱的制备。
发明内容
基于此，本发明提供一种混凝土，该混凝土具有良好的密实性、抗压强度及耐久性。
具体技术方案如下：
一种混凝土，其特征在于，其由以下质量百分比的原料制备而成，
Figure BDA0001953618720000011
所述硅酸盐水泥为Ⅱ型硅酸盐水泥；
所述钢纤维的直径为0.30mm-0.50mm，长度为15mm-25mm。
本发明的另一目的是提供一种上述混凝土的制备方法，包括以下步骤，
(1)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌，得混凝土。
本发明的另一目的是提供一种保险箱，其包括一金属壳体，该金属壳体内具有由上述的混凝土制备成的夹层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的发明人通过将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维、减水剂和水按照特定的配比制备成具有良好的强度、密实性、耐久性的混凝土。其中，Ⅱ型硅酸盐水泥可以在较短凝固时间的基础上，同时保证凝固后的强度；钢纤维的直径控制为0.30mm-0.50mm，长度为15mm-25mm，能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的形成与扩散，改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，又保证了混凝土在保险柜这种封闭结构中的流动性及耐久性；花岗岩石子具有一定的粒径，既起到了骨架作用，又保证了混凝土在保险柜这种封闭结构中的流动性；以上各组分相互配合，共同增强混凝土填充的密实性、减少混凝土的裂缝、提高混凝土的抗压强度及耐久性。
本发明的混凝土既有优良的强度性能，也具有良好的流动性能，适于制备保险箱。有本发明的混凝土制备得到的保险箱具有良好的安全性能和防盗性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在其中一些实施例中，本发明混凝土由以下质量百分比的原料制备而成，
Figure BDA0001953618720000031
所述钢纤维的直径为0.30mm-0.50mm，长度为15mm-25mm；
所述硅酸盐水泥为Ⅱ型硅酸盐水泥。
在一些实施例中，本发明的混凝土由以下质量百分比的原料制备而成，
Figure BDA0001953618720000032
在其中一些实施例中，所述硅酸盐水泥的强度等级优选为PII52.5R，其可以进一步地保证凝固后的强度。
在其中一些实施例中，所述花岗岩石子的直径为5mm-15mm，此直径范围的花岗岩石子，更好的起到了骨架作用，保证混凝土在保险柜这种封闭结构中的流动性。
在其中一些实施例中，所述河砂的粒径≤2.7mm；优选地，所述河砂的粒径为2.4-2.7mm。
在其中一些实施例中，所述钢纤维的直径为0.30mm-0.40mm，长度为18mm-23mm。进一步优选地，钢纤维的直径为0.35mm，长度为20mm；用此规格的钢纤维既能够更有效地阻碍混凝土内部微裂缝的形成与扩散，改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，又保证了混凝土在保险柜这种封闭结构中具有更好的流动性。
所述钢纤维的拉抗强度≥500MPa；优选地，所述钢纤维的拉抗强度为500MPa-700MPa；优选地，所述钢纤维的拉抗强度为600MPa。
在其中一些实施例中，所述减水剂的减水率为≥25％；优选地，减水剂的减水率为25％-30％；采用此减水率的减水剂，可以使混凝土具有合适的水胶比，既保证了混凝土的强度，还保证了混凝土在保险箱这种封闭结构中的流动性。
本发明的另一目的是提供一种上述混凝土的制备方法，包括以下步骤，
(1)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌，得混凝土；优选地，步骤(3)中，所述搅拌时间为5-10分钟。
本发明还提供一种上述混凝土在制备保险箱中的应用。
本发明的另一目的是提供一种保险箱，其包括一金属壳体，该金属壳体内具有由上述的混凝土制备成的夹层。
具体地，所述金属壳体内具有一由上述的混凝土浇筑成的夹层。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
以下涉及的原料如下：
硅酸盐水泥：实施例1-4、对比例1-3中：强度等级为PII52.5R。实施例5中：强度等级PII42.5R；对比例2中，强度等级为PI52.5R。
钢纤维：实施例1-3、实施例5、对比例2-4中的钢纤维：直径0.35mm×长度20mm，抗拉强度为600MPa；实施例4中的钢纤维：直径为0.5mm，长度为25mm，强度为600MPa；对比例1中的钢纤维：直径为0.7mm，长度为30mm，强度为600MPa。
减水剂：减水率≥25％，具体成分为萘磺酸甲醛聚合物，购自巴斯夫。。
河砂：粒径≤2.7mm。
花岗岩石子：直径：5mm～15mm。
花岗岩粉末：20-30目(直径：550μm-830μm)。
实施例1混凝土的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、40份花岗岩石子、2.8份钢纤维、1份减水剂和5.2份水。
将上述原料按以下步骤制备：
(1)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌8分钟，得混凝土。
实施例2混凝土的制备
原料组成：25份硅酸盐水泥、28份河砂、38份花岗岩石子、3份钢纤维、0.4份减水剂和5.6份水。
将上述原料按以下步骤制备：
(1)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌5分钟，得混凝土。
实施例3混凝土的制备
原料组成：26份硅酸盐水泥、29份河砂、35份花岗岩石子、3.7份钢纤维、0.3份减水剂和6份水。
将上述原料按以下步骤制备：
(1)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌10分钟，得混凝土。
实施例4混凝土的制备
原料组成：26份硅酸盐水泥、29份河砂、35份花岗岩石子、3.7份钢纤维、0.3份减水剂和6份水。本实施例与实施例1的区别在于：钢纤维的直径为0.5mm，长度为25mm。
本实施例的制备方法与实施例1一致。
实施例5混凝土的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、40份花岗岩石子、2.8份钢纤维、1份减水剂和5.2份水。本实施例与实施例1的区别在于：硅酸盐水泥的强度等级为PII42.5R。
本实施例的制备方法与实施例1一致。
实施例6保险箱的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、40份花岗岩石子、2.8份钢纤维、1份减水剂和5.2份水。
将上述原料按以下步骤制备：
(1)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌8分钟，得混凝土。
(4)将步骤(3)搅拌均匀的混凝土浇筑入保险箱的金属壳体内即可。
对比例1混凝土的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、40份花岗岩石子、2.8份钢纤维、1份减水剂和5.2份水。本对比例与实施例1的区别在于：钢纤维的直径为0.7mm，长度为30mm。
本对比例的制备方法与实施例1一致。
对比例2混凝土的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、40份花岗岩石子、2.8份钢纤维、1份减水剂和5.2份水。本对比例与实施例1的区别在于：硅酸盐水泥的强度等级为PI52.5R。
本对比例的制备方法与实施例1一致。
对比例3混凝土的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、37份花岗岩石子、5.8份钢纤维、1份减水剂和5.2份水。
对比例4混凝土的制备
原料组成：24份硅酸盐水泥、27份河砂、2.8份钢纤维、40份花岗岩粉末、1份减水剂和5.2份水。
本对比例的制备方法与实施例1一致。
性能测试：
将本发明实施例、对比例的混凝土分别制成混凝土标准试块，(150mm×150mm×150mm)，将标准试块放置在温度20±2℃、相对湿度≥95％的环境中养护，7天、28天后用压力测试仪测试其强度。按照GB/T17671-1999(ISO:1989)《水泥胶砂强度检测方法》中的检测方法对强度性能进行检测。维勃稠度按照GB/T50080-2002(GBJ80-85)《普通混凝土拌和物性能试验方法》进行检测，抗渗性能实验根据准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行检测。测试结果如表1所示：
表1测试结果
Figure BDA0001953618720000071
从实施例1-5可知，本发明通过将II型硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、特定规格的钢纤维、减水剂和水按特定的比例制备得到一种具良好的强度、密实性、耐久性的混凝土。在实施例1-3中，当使用随着钢纤维含量的增加，制备得到的混凝土的强度性能逐渐增大。实施例4中，当钢纤维的直径为0.5mm，长度为25mm时，抗压强度进一步增加，但是渗水高度也增加，耐久性能降低。实施例1中，当使用强度等级为PII52.5R的硅酸盐水泥时，混凝土的抗压强度更优，28天抗压强度大于63MPa；实施例5中，当硅酸盐水泥的强度等级为PII42.5R时，混凝土的抗压强度降低。
在本发明的混凝土配方中，钢纤维的尺寸对混凝土的性能、硅酸盐水泥的强度等级以及钢纤维的含量对混凝土性能都具有较大的影响。在对比例1中，当钢纤维的直径和长度分别增大到0.7mm、30mm时，会导致混凝土的渗水高度升高，使所制备得到的混凝土的抗压强度明显降低。本发明的Ⅱ型硅酸盐水泥可以在较短凝固时间的基础上，同时保证凝固后的抗压强度；在对比例2中，当硅酸盐水泥的强度等级为PI52.5R时，会导致制备的混凝土强度性能降低。对比例3中，当钢纤维含量的增加为5.8％，会导致混凝土的渗水高度升高以及强度性能降低。对比例4中，花岗岩的粒径对于本发明混凝土的性能也有影响，当花岗岩石子换成花岗岩粉末时，其不可以发挥骨架作用，进而使混凝土的强度性能降低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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和改进，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 (10)

1.一种混凝土，其特征在于，其由以下质量百分比的原料制备而成，
Figure FDA0001953618710000011
所述硅酸盐水泥为Ⅱ型硅酸盐水泥；
所述钢纤维的直径为0.30mm-0.50mm，长度为15mm-25mm。
2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，其由以下质量百分比的原料制备而成，
Figure FDA0001953618710000012
3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述钢纤维的直径为0.30mm-0.40mm，长度为18mm-23mm。
4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述钢纤维的拉抗强度≥500MPa。
5.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述花岗岩石子的直径为5mm-15mm。
6.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述硅酸盐水泥的强度等级为PII52.5R。
7.根据权利要求1-6任一项所述的混凝土，其特征在于，所述减水剂的减水率为≥25％。
8.根据权利要求1-6任一项所述的混凝土，其特征在于，所述河砂的粒径≤2.7mm。
9.一种保险箱，其包括一金属壳体，其特征在于，该金属壳体内具有由权利要求1-8任一项所述的混凝土制备成的夹层。
10.一种权利要求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)称取各原料；
(2)将硅酸盐水泥、河砂、花岗岩石子、钢纤维混合均匀；
(3)加入减水剂和水，搅拌，得混凝土。
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