CN113105164A - 一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，包括以下原料的重量份组成：高炉矿渣36.7％、砂45％、激发剂18.3％(氢氧化钠2.314％，水玻璃2.726％，水13.26％)、玄武岩纤维体积掺量为0.25％～1％(占砂浆体积百分比)。本发明具体操作是将上述组分及含量的高炉矿渣、砂、激发剂、玄武岩纤维进行混合。本发明将玄武岩纤维加入碱激发矿渣砂浆中，在低掺量的条件下即可有效减小碱激发矿渣砂浆的干燥收缩，并且提高了碱激发矿渣砂浆的抗压强度。其中，玄武岩最佳掺量为0.75％，28天龄期时，与基准组相比干缩值减小了30％，抗压强度提高了21.1％。

Description

一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法。
背景技术
碱激发矿渣砂浆具有快硬早强、力学强度高、耐久性好等诸多优点，适用于快速修复，高温、严寒等恶劣环境中，受到人们越来越多的重视。研究表明使用碱激发矿渣替代水泥可降低碳排放80％，且经过合理配比，碱激发矿渣混凝土可获得与水泥混凝土相似的力学性能。碱激发矿渣是最有希望代替水泥的材料之一。然而，碱激发矿渣砂浆细小孔隙较多，孔隙毛细应力远大于水泥，收缩问题严重，更加容易开裂。
将纤维掺入混凝土或砂浆中控制收缩是一种有效措施。已有研究表明纤维可以有效改善碱激发体系的抗压强度和韧性、提高耐久性、增强碱激发胶凝材料的渗透性、减小砂浆的干燥收缩。然而关于玄武岩纤维对碱激发矿渣砂浆收缩控制方面的研究较少，高收缩是限制碱激发体系走向实际工程的关键性因素。因此本发明使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能，玄武岩纤维不仅有效减小碱激发矿渣砂浆的干燥收缩，还显著增加了碱激发矿渣砂浆抗压强度，为推动碱激发矿渣砂浆的实际应用提供一些参考依据。
发明内容
本发明目的是提供一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法。将玄武岩纤维加入碱激发矿渣砂浆中，在低掺量的条件下即可有效减小碱激发矿渣砂浆的干燥收缩，并且提高了碱激发矿渣砂浆的抗压强度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，包括以下原料的重量份组成：高炉矿渣36.7％、砂45％、激发剂18.3％(氢氧化钠2.314％，水玻璃2.726％，水13.26％)、玄武岩纤维体积掺量为0.25％～1％(占砂浆体积百分比)。本发明具体操作是将上述组分及含量的高炉矿渣、砂、激发剂、玄武岩纤维进行混合。
优选地，所述高炉矿渣平均粒径为17.8μm，比表面积为1.535m2/g。
优选地，所述砂为淮河黄砂，细度模数为2.6，表观密度为2550kg/m3。
优选地，所述氢氧化钠颗粒纯度为分析纯。
优选地，所述玄武岩纤维的长度为6mm，密度为2.63g/cm3。
优选地，所述的碱激发矿渣砂浆的密度为2.52g/cm3。
优选地，所述的水使用要求符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》的规范。
优选地，所述的混合料的顺序为先将高炉矿渣、砂、玄武岩纤维、进行混合搅拌均匀，然后再添加配制好的激发剂进行混合。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、将玄武岩纤维加入碱激发矿渣砂浆中，在低掺量的条件下即可有效减小碱激发矿渣砂浆的干燥收缩，并且提高了碱激发矿渣砂浆的抗压强度。
2、本发明改善了碱激发矿渣砂浆的高收缩问题，为推动碱激发矿渣砂浆的实际应用提供一些参考依据。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例中的不同玄武岩纤维掺量下碱激发矿渣砂浆干缩数据图；
图2是本发明实施例中的不同玄武岩纤维掺量下碱激发矿渣砂浆抗压强度数据图；
具体实施方式：
以下结合实施例，对本发明上述技术特征和优点作更详细的说明。
本实例所用玄武岩纤维体积掺量为0.25％、0.5％、0.75％和1％。
本实例中的试件养护温度为23±1℃，相对湿度>95％。
实施例1：按照配合比称取高炉矿渣2202g、砂2700g、玄武岩纤维15.72g加入搅拌机中干拌3min至均匀；将所称的激发剂1098g加入搅拌机中，浆体搅拌3min至充分均匀，待混合料搅拌结束后，转移至干缩和抗压模具中振捣成型，随后将模具移放至标准养护室养护后进行脱模，制成干缩和抗压试件1。测试件干缩和抗压强度，并将数据分别记录至表2和表3。
实施例2：按照配合比称取高炉矿渣2202g、砂2700g、玄武岩纤维31.8g加入搅拌机中干拌3min至均匀；将所称的激发剂1098g加入搅拌机中，浆体搅拌3min至充分均匀，待混合料搅拌结束后，转移至干缩和抗压模具中振捣成型，随后将模具移放至标准养护室养护后进行脱模，制成干缩和抗压试件2。测试件干缩和抗压强度，并将数据分别记录至表2和表3。
实施例3：按照配合比称取高炉矿渣2202g、砂2700g、玄武岩纤维47.4g加入搅拌机中干拌3min至均匀；将所称的激发剂1098g加入搅拌机中，浆体搅拌3min至充分均匀，待混合料搅拌结束后，转移至干缩和抗压模具中振捣成型，随后将模具移放至标准养护室养护后进行脱模，制成干缩和抗压试件3。测试件干缩和抗压强度，并将数据分别记录至表2和表3。
实施例4：按照配合比称取高炉矿渣2202g、砂2700g、玄武岩纤维63.0g加入搅拌机中干拌3min至均匀；将所称的激发剂1098g加入搅拌机中，浆体搅拌3min至充分均匀，待混合料搅拌结束后，转移至干缩和抗压模具中振捣成型，随后将模具移放至标准养护室养护后进行脱模，制成干缩和抗压试件4。测试件干缩和抗压强度，并将数据分别记录至表2和表3。
表1上述实施例1-4配合比单位：g。
编号 高炉矿渣 砂 激发剂 玄武岩纤维
基准组 2202 2700 1098 0
实施例1 2202 2700 1098 15.72
实施例2 2202 2700 1098 31.8
实施例3 2202 2700 1098 47.4
实施例4 2202 2700 1098 63.0
表2碱激发矿渣砂浆试件干缩测试结果
Figure BDA0002884388990000031
Figure BDA0002884388990000041
根据表2，干缩测试结果可知，28天龄期时，基准组～实施例4干缩值分别为2525.00με、2371.43με、2152.38με、1767.85με和2209.52με。实施例1～4与基准组相比干缩值分别减小了6.1％、14.8％、30％和12.5％。表明掺入玄武岩纤维可以减小碱激发矿渣砂浆的干缩，本发明使用玄武岩纤维有减小碱激发矿渣砂浆干缩的作用。
表3碱激发矿渣砂浆试件抗压强度测试结果
Figure BDA0002884388990000051
根据表3，抗压强度测试结果可知，与基准组相比，玄武岩纤维掺量为0.25％时，3天、7天和28天的强度分别提高了9.1％、1.3％、8.6％。掺量为0.5％时，3天、7天和28天的强度分别提高了10.0％、10.1％、8.6％。掺量为0.75％时，3天、7天和28天的强度分别提高了12.2％、1.7％、21.1％。掺量为1％时，3天、7天和28天的强度分别提高了5.9％、-4.8％、13.1％。表明在碱激发矿渣砂浆中掺入玄武岩纤维可以提高碱激发矿渣砂浆的抗压强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，包括以下原料的重量份组成：高炉矿渣36.7％、砂45％、激发剂18.3％(氢氧化钠2.314％，水玻璃2.726％，水13.26％)、玄武岩纤维体积掺量为0.25％～1％(占砂浆体积百分比)。
2.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述高炉矿渣平均粒径为17.8μm，比表面积为1.535m2/g。
3.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述砂为淮河黄砂，细度模数为2.6，表观密度为2550kg/m3。
4.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述氢氧化钠颗粒纯度为分析纯。
5.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述玄武岩纤维的长度为6mm，密度为2.63g/cm3。
6.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述的碱激发矿渣砂浆的密度为2.52g/cm3。
7.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述的水使用要求符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》的规范。
8.根据权利要求1所述的使用玄武岩纤维控制碱激发矿渣砂浆收缩性能的方法，其特征在于，所述的混合料的顺序为先将高炉矿渣、砂、玄武岩纤维、进行混合搅拌均匀，然后再添加配制好的激发剂进行混合。
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