CN111517718A - 一种钢纤维高强度混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢纤维高强度混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域，其包含水125‑170份，水泥400‑480份，细骨料700‑760份，粗骨料800‑900份，粉煤灰80‑105份，矿粉85‑105份，硅灰10‑15份，外加剂5‑7份，有机纤维10‑18份，改性钢纤维6‑15份；改性钢纤维改性方法包括：硅烷偶联剂、醇和去离子水混合得改性液；钢纤维浸入改性液中，搅拌后取出干燥得改性钢纤维。制备方法包括：外加剂与一半水混合得混合液；有机纤维、改性钢纤维与一半混合液混合得混合料；水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰与混合料混合，得初混料；细骨料、余量混合液与初混料混合得基料；粗骨料、余量水和基料混合得混凝土。本发明具有增加钢纤维与混凝土的粘接强度，提高混凝土的抗压性能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种钢纤维高强度混凝土及其制备方法。
背景技术
钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，改善混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击性能，从而提高混凝土的耐久性。
现有的可参考公开号为CN108264280A的中国专利，其公开了一种钢纤维混凝土，按重量份计包括以下组分，水泥800-900份，硅灰50-100份，钢纤维40-310份，河砂910-1370份，水165-275份，外加剂10-33份，无机矿物降粘剂50-150份。本发明具有和易性好、钢纤维分散性好、韧性佳、耐久性好的优势。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：钢纤维能够阻碍混凝土内部微裂缝的扩展，提高混凝土的抗折性能，但钢纤维与混凝土组分之间的粘接性能较差，当混凝土被破坏时，大部分钢纤维容易被拉出，从而影响钢纤维混凝土的抗压性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种钢纤维高强度混凝土，其具有增加钢纤维与混凝土的粘接强度，提高混凝土的抗压性能的效果；
目的二是提供一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，其具有增加钢纤维与混凝土的粘接强度，提高混凝土的抗压性能的效果。
本发明的目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种钢纤维高强度混凝土，按重量份计，包含有以下组分：水125-170份，水泥400-480份，细骨料700-760份，粗骨料800-900份，粉煤灰80-105份，矿粉85-105份，硅灰10-15份，外加剂5-7份，有机纤维10-18份，改性钢纤维6-15份，其中，改性钢纤维的改性方法包括以下步骤：
a.将6-14份的硅烷偶联剂、10-20份的醇和80-100份的去离子水混合，调节PH值至4.3-5.1，得到改性液；
b.将钢纤维浸入改性液中，在45-55℃下搅拌10-12h后，将钢纤维取出并干燥，得改性钢纤维。
通过采用上述技术方案，钢纤维在混凝土中不会结球，分布均匀，并呈三维乱向分布，当混凝土即将出现裂缝或裂缝出现后，钢纤维通过与混凝土基体界面的粘接力传递荷载，减小裂缝边缘处混凝土的拉应力，从而达到阻止裂缝的产生与发展的效果，能够降低混凝土的剥落，提高混凝土的抗折强度。本发明钢纤维混凝土的配方中，采用改性液对钢纤维改性，硅烷偶联剂在钢纤维表面反应，并以化学键和物理吸附作用与钢纤维连接，形成一层保护层，提高钢纤维的耐腐蚀性能，使得钢纤维能够更好地发挥其优异的力学性能。
改性钢纤维表面的硅烷偶联剂的有机官能团能够与有机纤维进行反应，使得有机纤维与改性钢纤维结合，有机纤维与混凝土的粘接性能较好，而有机纤维与改性钢纤维通过化学键连成一体，从而间接增加改性钢纤维与混凝土的结合强度，当混凝土破坏时，有机纤维对改性钢纤维具有拉扯效果，进一步增加了混凝土内部的束缚力，使得混凝土凝固后各成分之间的连接更加紧密，能够降低改性钢纤维从混凝土中被拉出的情况。在有机纤维与改性钢纤维的协同作用下，在改善混凝土抗折性能和抗劈裂性能的同时，能够增加混凝土的抗压性能。
另外，粉煤灰、矿粉的加入代替了部分水泥，减少了水泥的用量，能够降低混凝土的水化热，使混凝土的温变过程比较平稳，减少混凝土温度开裂的危险，提高混凝土的密实度，从而有助于提高改性钢纤维与混凝土的粘接强度。
硅灰是表面光滑的球形颗粒，具有润滑作用和滚珠效应，有助于提高水泥砂浆的流动性，排出水泥中的气泡，增强混凝土的内部结构，提高混凝土的密实度。同时，硅灰的平均粒径较小，便于填充改性钢纤维与混凝土之间的缝隙，且硅灰与氢氧化钙二次水化反应生成凝胶产物，增加改性钢纤维与混凝土之间的粘接性能，防止改性钢纤维被拉出的情况，使得改性钢纤维能够更好的发挥其力学性能，提高混凝土的抗折性能、抗劈裂性能和抗压性能。此外，硅灰填充混凝土的空隙，降低混凝土的孔隙率，降低混凝土内部的缺陷，从而提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的抗压性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外加剂包含有以下组分：聚羧酸、有机硅油和松香皂，聚羧酸、有机硅油和松香皂的重量比为(0.8-1.2):1.0:(1.6-2.0)。
通过采用上述技术方案，聚羧酸是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂，在保持水泥流动性及用量不变的条件下，可减少拌和用水量，从而降低水灰比，可以减少混凝土在凝固过程中水泥水化多余的水分形成的连通孔隙，提高混凝土的密实度，从而增加改性钢纤维与混凝土的结合强度，提高混凝土的抗压性能。
有机硅油是作为消泡剂，其功能是消除在生产过程中物料形成的泡沫，能够明显细化聚羧酸水溶液的气泡尺寸，使气泡更加均匀。
松香皂是松香类引气剂的一种，具有降低溶液的表面张力的能力，能够产生封闭独立的气泡，且气泡半径小，能够降低混凝土内部因大气泡的存在而产生的内部缺陷。同时，松香皂能够充分将混凝土中硅灰激活，促进硅灰的水化反应，提高混凝土的粘结力，从而提高改性钢纤维与混凝土的粘接力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述改性钢纤维的改性方法的步骤b中，改性钢纤维的改性方法的步骤b中，醇和去离子水的重量比为0.15-0.2。
通过采用上述技术方案，大多数硅烷偶联剂是不溶于水的，易溶于有机溶剂，加入醇能够辅助溶解和分散硅烷偶联剂，并且能缓解水解速度，防止硅醇基团交联，起到调节水解速率的作用，而当醇和去离子水的重量比为0.15-0.2时，硅烷偶联剂的水解效果较佳，从而使得改性液的稳定性较好，提高对钢纤维的改性效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5-2。
通过采用上述技术方案，有机纤维的柔软性较好，加入量较多时容易发生团聚现象，使得有机纤分散不均匀，导致与改性钢纤维的连接均匀性较差，影响混凝土的抗折性能和抗压性能，当有机纤维加入量较少时，对改性钢纤维的拉扯作用较小，当混凝土断裂时，改性钢纤维容易被拉出。经试验发现，有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5-2，有机纤维与改性钢纤维协同作用较佳，制得的混凝土的抗折性能、抗劈裂性能和抗压性能较好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：有机纤维包括聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种多种。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述粗骨料包括450-500份粒径5-10mm的碎石和350-400份粒径为10-20mm的碎石。
通过采用上述技术方案，粗骨料在混凝土中起着刚性骨架的作用，在混凝土承受压荷载时，其内部由粗骨料传递应力，提高混凝土的强度。本发明中的粗骨料由不同粒径的碎石组成，较大粒径的碎石起到较好的支撑增加混凝土的力学性能，不同粒径的碎石混合后，能够降低碎石堆积产生的孔隙率，降低粗骨料的吸水量，提高混凝土的流动性，使得粗骨料能够均匀分散。另外，较小粒径的碎石起到细骨料与粗骨料之间的过渡，降低细骨料与粗骨料之间的缝隙，进而增加混凝土的密实度，增加改性钢纤维与混凝土的粘接强度，并提高混凝土的抗压性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：硅烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷的一种或两种。
通过采用上述技术方案，上述硅烷偶联剂中均含有酯键，水解后生成羧基，能够与混凝土中的钙离子通过化学键结合，进一步提高改性钢纤维与混凝土之间的粘接强度，进而提高改性钢纤维与混凝土结合能力，降低改性钢纤维从混凝土中抽出的情况，提高混凝土的抗折性能、抗劈裂性能和抗压性能。
本发明的目的二是提供一种钢纤维高强度混凝土的其制备方法，包含以下步骤：
(1)将外加剂与一半的水混合，得到混合液；
(2)将有机纤维、改性钢纤维与步骤(1)中得到的混合液的一半混合均匀，得混合料；
(3)将水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰加入混合料中，充分混合，得到初混料；
(4)将细骨料和步骤(1)中的余量混合液加入步骤(3)中的初混料中，充分混合，得到基料；
(5)将粗骨料和余量水加入步骤(4)中的基料中，混合均匀，得到钢纤维高强度混凝土。
通过采用上述技术方案，首先将有机纤维与改性钢纤维混合，一方面能够使有机纤维更好地分散，降低有机纤维团聚的情况，另一方面，能够使有机纤维与改性钢纤维进行有效的结合，从而有助于提高。然后，加入水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰粉状物质，使粉状物质更好地进行分散性，之后，再依次加入细骨料和粗骨料，进行搅拌。本发明的钢纤维混凝土的制备方法采用分步加料，多次搅拌的方法制备，可以有效的改善水泥的分散性，提高水泥的水化程度，减少水泥的浪费，并提高混凝土强度；在保证水灰比不变的同时降低用水量；另外，通过合理安排投料时间和搅拌次序，能够缩短搅拌时间，提高生产效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述有机纤维进行改性处理，改性方法包括以下步骤：
S1：将水性环氧树脂加入到水中配制成浓度为0.4-0.6％的乳液；
S2：将上述有机纤维加入步骤S1得到的乳液中，搅拌30-50min；
S3：将有机纤维取出干燥后，得到改性有机纤维。
通过采用上述技术方案，水性环氧树脂对有机纤维进行改性，使有机纤维的表面较为平整均匀，使得有机纤维之间的作用力较小，易于分餐，提高有机纤维的分散性，从而使得在混凝土制备过程中，有机纤维能够均匀分散。
另外，水性环氧树脂能够与改性钢纤维表面的硅烷偶联剂进行化学反应，增加有机纤维与改性钢纤维的连接强度，使有机纤维与改性钢纤维配合在混凝土内部形成网状结构，从而有效增加混凝土内部的束缚力，同时，有机纤维对改性钢纤维进行拉扯，防止改性钢纤维拔出，增加混凝土抗压性能。水性环氧树脂具有较好的粘接性，能够增加有机纤维与混凝土的粘接性能，增加有机纤维与混凝土的结合强度，从而使得有机纤维对改性钢纤维具有较好的拉扯效果，提高防止改性钢纤维从混凝土中拔出，提高混凝土的抗压性能。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1、改性钢纤维与有机纤维配合，改性钢纤维能够改善有机纤维分散性较差的问题，而有机纤维与改性钢纤维结合，能够增加改性钢纤维与混凝土之间的粘接性，对改性钢纤维进行拉扯，降低混凝土开裂的情况，同时能够减低混凝土拔出的情况，从而提高混凝土的抗压强度；粉煤灰、矿粉和硅灰的加入能够增强混凝土的内部结构，增加混凝土的密实度，从而有助于提高混凝土与改性钢纤维的粘接性，防止改性钢纤维拔出，提高混凝土的抗压性能。
2、有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5-2时，有机纤维的分散性较好，且对改性钢纤维的拉扯效果较好，即有机纤维与改性钢纤维协同作用较佳，制得的混凝土的抗折性能、抗劈裂性能和抗压性能较好。
3、本发明的钢纤维混凝土的制备方法采用分步加料，多次搅拌的方法制备，可以有效的改善水泥的分散性，提高水泥的水化程度，并提高混凝土强度；通过合理安排投料时间和搅拌次序，能够缩短搅拌时间，提高生产效率。
4、有机纤维通过水性环氧树脂进行改性，一方面能够增加有机纤维的分散性，使得有机纤维能够在混凝土中均匀分散，另一方面，水性环氧树脂具有较好的粘接性能，在增加有机纤维的分散性的同时，增加有机纤维与混凝土、改性钢纤维的连接强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例和对比例中：
水泥采用硅酸盐水泥，购自上海海螺水泥有限公司，强度等级为P·Ⅱ52.5；
粉煤灰购自太仓杰捷新型建材有限公司，规格为F类I级；
矿粉购自上海宝田新型建材有限工公司，规格为S95；
细骨料采用黄砂，购自芜湖市南陵黄砂厂，细度模数为3.0-2.3；
粗骨料采用粒径为5-10mm的碎石和粒径为10-20厘米的碎石的混合物，均购自湖州新开元碎石有限公司；
钢纤维采用常州市天怡工程纤维有限公司生产的钢纤维；
水性环氧树脂购自广州迁安化工有限公司；
硅烷偶联剂采用γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷；
有机纤维采用聚乙烯醇纤维；
醇采用甲醇。
实施例1
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，包含以下步骤：
(1)将5g外加剂加入60g的水中，搅拌使其混合均匀，得混合液；
(2)将10g有机纤维、6g改性钢纤维与步骤(1)中得到的混合液的一半混合，并搅拌均匀，得混合料；
(3)将400g水泥、80g粉煤灰、85g矿粉、10g硅灰加入混合料中，并搅拌均匀，得初混料；
(4)将700g细骨料和步骤(1)中的余量混合液加入步骤(3)中得到的初混料中，并搅拌均匀，得到基料；
(5)将800g粗骨料和65g水加入步骤(4)的基料中，搅拌均匀得到钢纤维高强度混凝土；其中，
外加剂包括1.2g聚羧酸、1.5g有机硅油和2.3g松香皂,即聚羧酸、有机硅油和松香皂的重量比为0.8:1.0:1.6；
粗骨料包括450g粒径为5-10mm的碎石和350g粒径为10-20mm的碎石；
改性钢纤维的改性方法包括以下步骤：
a.将6g份的硅烷偶联剂、10g的甲醇和80g的去离子水混合，用醋酸调节PH值至4.3，得到改性液；
b.将钢纤维浸入改性液中，在45℃下搅拌10h后，将钢纤维取出，用蒸馏水和甲醇清洗后与40℃下干燥，得改性钢纤维。
实施例2
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，包含以下步骤：
(1)将6g外加剂加入74g的水中，搅拌使其混合均匀，得混合液；
(2)将14g有机纤维、10.5g改性钢纤维与步骤(1)中得到的混合液的一半混合，并搅拌均匀，得混合料；
(3)将440g水泥、850g粉煤灰、95g矿粉、12.5g硅灰加入混合料中，并搅拌均匀，得初混料；
(4)将730g细骨料和步骤(1)中的余量混合液加入步骤(3)中得到的初混料中，并搅拌均匀，得到基料；
(5)将850g粗骨料和74g水加入步骤(4)的基料中，搅拌均匀得到钢纤维高强度混凝土；其中，
外加剂包括1.6g聚羧酸、1.6g有机硅油和2.8g松香皂,即聚羧酸、有机硅油和松香皂的重量比为1.0:1.0:1.8；
粗骨料包括475g粒径为5-10mm的碎石和375g粒径为10-20mm的碎石；
改性钢纤维的改性方法包括以下步骤：
a.将10g份的硅烷偶联剂、15g的甲醇和90g的去离子水混合，用醋酸调节PH值至4.7，得到改性液；
b.将钢纤维浸入改性液中，在50℃下搅拌11h后，将钢纤维取出，用蒸馏水和甲醇清洗后与40℃下干燥，得改性钢纤维。
实施例3
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，包含以下步骤：
(1)将7g外加剂加入85g的水中，搅拌使其混合均匀，得混合液；
(2)将18g有机纤维、15g改性钢纤维与步骤(1)中得到的混合液的一半混合，并搅拌均匀，得混合料；
(3)将480g水泥、105g粉煤灰、105g矿粉、15g硅灰加入混合料中，并搅拌均匀，得初混料；
(4)将760g细骨料和步骤(1)中的余量混合液加入步骤(3)中得到的初混料中，并搅拌均匀，得到基料；
(5)将900g粗骨料和85g水加入步骤(4)的基料中，搅拌均匀得到钢纤维高强度混凝土；其中，
外加剂包括2.0g聚羧酸、1.7g有机硅油和3.3g松香皂,即聚羧酸、有机硅油和松香皂的重量比为1.2:1.0:2.0；
粗骨料包括500g粒径为5-10mm的碎石和400g粒径为10-20mm的碎石；
改性钢纤维的改性方法包括以下步骤：
a.将14g份的硅烷偶联剂、20g的甲醇和100g的去离子水混合，用醋酸调节PH值至5.1，得到改性液；
b.将钢纤维浸入改性液中，在55℃下搅拌12h后，将钢纤维取出，用蒸馏水和甲醇清洗后与40℃下干燥，得改性钢纤维。
实施例4
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，在所述改性钢纤维的改性方法的步骤a中，加入15g的甲醇和100g的去离子水，即甲醇与水的重量比为0.15。
实施例5
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，在所述改性钢纤维的改性方法的步骤a中，加入18g的甲醇和100g的去离子水，即甲醇与水的重量比为0.18。
实施例6
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，在所述改性钢纤维的改性方法的步骤a中，加入20g的甲醇和100g的去离子水，即甲醇与水的重量比为0.2。
实施例7
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，在所述步骤(2)中，加入15g的有机纤维和10g的改性钢纤维，即有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5。
实施例8
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，在所述步骤(2)中，加入16g的有机纤维和8g的改性钢纤维，即有机纤维与改性钢纤维的重量比为2.0。
实施例9
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，在所述步骤(2)中，加入14g的有机纤维和8g的改性钢纤维，即有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.75。
实施例10
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，对所述有机纤维进行改性处理，改性方法包括以下步骤：
S1：将水性环氧树脂加入到水中配制成浓度为0.4％的乳液；
S2：将上述有机纤维加入步骤S1得到的乳液中，搅拌30min；
S3：将步骤S2中的有机纤维从乳液中取出干燥后，得到改性有机纤维。
实施例11
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，对所述有机纤维进行改性处理，改性方法包括以下步骤：
S1：将水性环氧树脂加入到水中配制成浓度为0.5％的乳液；
S2：将上述有机纤维加入步骤S1得到的乳液中，搅拌40min；
S3：将步骤S2中的有机纤维从乳液中取出干燥后，得到改性有机纤维。
实施例12
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于，对所述有机纤维进行改性处理，改性方法包括以下步骤：
S1：将水性环氧树脂加入到水中配制成浓度为0.6％的乳液；
S2：将上述有机纤维加入步骤S1得到的乳液中，搅拌50min；
S3：将步骤S2中的有机纤维从乳液中取出干燥后，得到改性有机纤维。
对比例1
采用公开号为CN108264280A的中国专利中公开的一种钢纤维混凝土的配方及方法制备的钢纤维混凝土。
对比例2
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在所述改性钢纤维的改性方法的步骤a中，加入10g的甲醇和100g的去离子水，即甲醇与水的重量比为0.1。
对比例3
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在所述改性钢纤维的改性方法的步骤a中，加入20g的甲醇和80g的去离子水，即甲醇与水的重量比为0.25。
对比例4
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在所述步骤(2)中，加入12g的有机纤维和12g的改性钢纤维，即有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.0。
对比例5
一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在所述步骤(2)中，加入18g的有机纤维和7.2g的改性钢纤维，即有机纤维与改性钢纤维的重量比为2.5。
性能检测
对实施例1-12、对比例1-5中的混凝土的性能采用如下方法进行测试。
①抗折强度:按照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护7d以及28d的抗折强度。
②抗压强度:按照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护7d以及28d的抗压强度。
③抗劈裂强度：按照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护7d以及28d的抗劈裂强度。
④抗硫酸盐侵性能：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中抗硫酸盐侵蚀试验方法。
对实施例1-12、对比例1-5中的混凝土测试结果如表1所示。
表1混凝土性能检测数据
由表1可知：
实施例1-12、对比例2-5与对比例1相比，实施例1-12与对比例2-5中的钢纤维混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能均优于对比例1，说明本发明的混凝土配方之间的相互关系科学合理，能够有效改善混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能，从而提高混凝土的耐久性。
结合实施例4-6与实施例2相比，实施例4-6中的钢纤维混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能优于实施例2中的，说明甲醇和去离子水的重量比为0.15-0.2时，硅烷偶联剂的水解效果较佳，使得改性液更加稳定，从而提高对钢纤维的改性效果，进而提高改性钢纤维与混凝土的粘接性能，提高钢纤维混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能。结合对比例2-3与实施例5相比，进一步证明甲醇和去离子水的重量比为0.15-0.2时，对钢纤维混凝土的改善效果较佳。
结合实施例7-9与实施例2相比，实施7-9中的钢纤维混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能均高于实施例2中，说明有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5-2时，有机纤维与改性钢纤维之间的协同效果较好，能够增加改性钢纤维与混凝土的粘接强度，从而提高钢纤维混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能。结合对比例4-6与实施例8相比，进一步证明有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5-2时，对钢纤维混凝土的改善效果较佳。
结合实施例10-12与实施例2相比，实施例10-12中的钢纤维混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能均高于实施例2，说明采用水性环氧树脂能够有效提高有机纤维的分散度，并增加有机纤维与改性钢纤维、混凝土的结合强度，进而提高了混凝土的抗折强度、抗压强度、抗劈裂强度和耐腐蚀性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于，按重量份计，包含有以下组分：水125-170份，水泥400-480份，细骨料700-760份，粗骨料800-900份，粉煤灰80-105份，矿粉85-105份，硅灰10-15份，外加剂5-7份，有机纤维10-18份，改性钢纤维6-15份，其中，改性钢纤维的改性方法包括以下步骤：
a.将6-14份的硅烷偶联剂、10-20份的醇和80-100份的去离子水混合，调节PH值至4.3-5.1，得到改性液；
b.将钢纤维浸入改性液中，在45-55℃下搅拌10-12h后，将钢纤维取出并干燥，得改性钢纤维。
2.根据权利要求1所述的一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于：所述外加剂包含有以下组分：聚羧酸、有机硅油和松香皂，聚羧酸、有机硅油和松香皂的重量比为（0.8-1.2）:1.0:（1.6-2.0）。
3.根据权利要求1所述的一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于，所述改性钢纤维的改性方法的步骤b中，醇和去离子水的重量比为0.15-0.2。
4.根据权利要求1所述的一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于：所述有机纤维与改性钢纤维的重量比为1.5-2。
5.根据权利要求1所述的一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于：所述有机纤维包括聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种多种。
6.根据权利要求1所述的一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于：所述粗骨料包括450-500份粒径5-10mm的碎石和350-400份粒径为10-20mm的碎石。
7.根据权利要求1所述的一种钢纤维高强度混凝土，其特征在于：所述硅烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷的一种或两种。
8.一种如权利要求1-7任一所述的钢纤维高强度混凝土的其制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）将外加剂与一半水混合，得到混合液；
（2）将有机纤维、改性钢纤维与步骤（1）中得到的混合液的一半混合均匀，得混合料；
（3）将水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰加入混合料中，充分混合，得到初混料；
（4）将细骨料和步骤（1）中的余量混合液加入步骤（3）中的初混料中，充分混合，得到基料；
（5）将粗骨料和余量水加入步骤（4）中的基料中，混合均匀，得到钢纤维高强度混凝土。
9.根据权利要求8所述的一种钢纤维高强度混凝土的制备方法，其特征在于：所述有机纤维进行改性处理，改性方法包括以下步骤：
S1：将水性环氧树脂加入水中配制成浓度为0.4-0.6%的乳液；
S2：将上述有机纤维加入步骤S1得到的乳液中，搅拌30-50min；
S3：将有机纤维取出干燥后，得到改性有机纤维。
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