CN113354346A - 一种包含纤维筋的混凝土及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种包含纤维筋的混凝土,包括支座砂浆225‑230份,水25‑29份,纤维筋6‑9份,本发明通过纤维筋自身的拉力防止裂缝的产生,并且能有效控制混凝土的裂缝进一步的扩展,改善混凝土的性能,提高其粘聚性和稳定性。本发明还公开了一种包含纤维筋的混凝土的制造方法,参数易于把控,性能优良。

Description

一种包含纤维筋的混凝土及其制造方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域,具体涉及一种包含纤维筋的混凝土及其制造方法。
背景技术
在土木工程、水利工程、道路与桥梁工程等混凝土结构基建建设中,混凝土的结构开裂早、抗震抗爆抗疲劳能力差以及耐久性低,因此实际施工中需在混凝土中加入提高结构强度的材料,例如,在混凝土中加入玄武岩纤维短切纱,其以玄武岩纤维无捻粗纱经过切割工艺成不同长度,并应用至混凝土中,但短切纱加入混凝土中会因其刚性小、柔性大而出现短切纱结团的现象,对混凝土结构强度没有明显的提高,而以水泥浆、砂浆或混凝土作为基材,以纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料,可以减小混凝土抗拉强度不够、极限延伸率小、韧性差,砂浆结构开裂早、性脆、耐久性低等缺点给混凝土的结构带来的影响。
综上所述,急需一种结构强度高的包含纤维筋的混凝土及其制造方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构强度高的包含纤维筋的混凝土及其制造方法,具体技术方案如下:
一种包含纤维筋的混凝土,包括以下重量份的原料:支座砂浆225-230份,水25-29份,纤维筋6-9份。
以上技术方案优选的,所述纤维筋的形状为柱状,且所述纤维筋的长度规格为10mm-30mm,直径规格为0.2mm-1mm。
以上技术方案优选的,所述纤维筋包括树脂以及纤维增强材料。
以上技术方案优选的,所述纤维筋的制造方法包括如下步骤:
步骤a:将树脂加入搅拌罐中搅拌;
步骤b:搅拌后的树脂与纤维增强材料混合浸润;
步骤c:混合浸润后的树脂与纤维增强材料加热固化;
所述步骤a中,搅拌的温度为20-25℃,搅拌时间为15分钟。
以上技术方案优选的,所述步骤a中,搅拌的温度为30-35℃,,搅拌时间为12分钟。
以上技术方案优选的,所述搅拌的温度为10-15℃,搅拌时间为20分钟。
本发明还公开了一种包含纤维筋的混凝土的制造方法,包括以下步骤:
步骤S1:将上述重量份的支座砂浆与纤维筋放置在容器中混合搅拌;
步骤S2:在搅拌机的搅拌锅内加入上述重量份的水,将容器内的支座砂浆和纤维筋放入搅拌锅内,并将搅拌锅上升至搅拌机的固定位置进行搅拌。
以上技术方案优选的,所述步骤S2中,搅拌机的搅拌温度为20-25℃。
以上技术方案优选的,所述步骤S2中,搅拌机的搅拌时间为10-15min。
以上技术方案优选的,所述步骤S2中,搅拌机的搅拌包括如下步骤:第一步:以20-25r/min的速度搅拌30s;第二步:接着以40-50r/min搅拌30s;第三步:搅拌机停止搅拌,用刮具将搅拌机的搅拌叶片以及搅拌锅的锅壁上的胶砂刮入搅拌锅内,接着以40-50r/min的速度搅拌60s,依次重复第一步、第二步和第三步。
应用本发明的技术方案,具有以下有益效果:
本发明的包含纤维筋的混凝土包括支座砂浆225-230份,水25-29份,纤维筋6-9份,本发明通过纤维筋自身的拉力防止裂缝的产生,并且能有效控制混凝土的裂缝进一步的扩展,改善混凝土的性能,提高其粘聚性和稳定性;纤维筋的形状为柱状,且所述纤维筋的长度规格为10mm-30mm,直径规格为0.2mm-1mm,便于纤维筋在混凝土中的分散,使得混凝土整体受力更加均匀,力学结构更优异。
本发明还公开了一种包含纤维筋的混凝土的制造方法,包括以下步骤:步骤S1:将上述重量份的支座砂浆与纤维筋放置在容器中混合搅拌:步骤S2:在搅拌机的搅拌锅内加入上述重量份的水,将容器内的支座砂浆和纤维筋放入搅拌锅内,并将搅拌锅上升至搅拌机的固定位置进行搅拌;所述步骤S2中,搅拌机的搅拌温度为20-25℃,搅拌机的搅拌时间为10-15min;搅拌机的搅拌包括如下步骤:第一步:以20-25r/min的速度低速搅拌30s;第二步:接着以40-50r/min高速搅拌30s;第三步:搅拌机停止搅拌,用刮具将搅拌机的搅拌叶片以及搅拌锅的锅壁上的胶砂刮入搅拌锅内,接着以40-50r/min,搅拌60s,依次重复第一步、第二步和第三步。本方法制造简单,在20-25℃的温度下将支座砂浆、纤维筋和水搅拌10-15min,便于纤维筋与支座砂浆的结合,保证结构强度。
具体实施方式
实施例1:
一种包含纤维筋的混凝土,包括以下重量份的原料:支座砂浆225-230份,水25-29份,纤维筋6-9份(本实施例优选6份)。
所述纤维筋的形状为柱状,且所述纤维筋的长度规格为10mm-30mm,直径规格为0.2mm-1mm。
优选的,所述纤维筋是以环氧树脂为基体材料,高性能纤维(如玻璃纤维,玄武岩纤纤,芳纶纤维,超高分子量聚乙烯纤维、碳纤维)为增强材料,采用拉挤工艺制成的纤维增强树脂基复合材料。
所述纤维筋的制造方法包括如下步骤:
步骤a:将树脂加入搅拌罐中搅拌(即将环氧树脂、固化剂、促进剂以及填料进行搅拌);步骤b:搅拌后的树脂与纤维增强材料混合浸润;步骤c:混合浸润后的树脂与纤维增强材料加热固化;所述步骤a中,搅拌的温度为20-25℃,搅拌时间为15分钟。
优选的,所述步骤a中,搅拌的温度为30-35℃,搅拌时间为12分钟。
优选的,所述搅拌的温度为10-15℃,搅拌时间为20分钟。
纤维增强材料经过树脂固化后刚性得到提升,在实际加入支座砂浆搅拌的过程中整体不会分散,能够以原状态在支座砂浆中一直存留。
本发明还公开一种包含纤维筋的混凝土的制造方法,包括以下步骤:
S1:将以上重量份的支座砂浆(即225-230份)称量好放入干净的陶瓷盘中,将同样称量好的纤维筋(即6份纤维筋)加入到支座砂浆中进行初步混合搅拌。
S2:在搅拌机的搅拌锅内加入上述重量份的水(即25-29份水),将陶瓷盘内的支座砂浆和纤维筋放入搅拌锅内,并将搅拌锅上升至搅拌机的固定位置进行搅拌。
S2.1:将支座砂浆和纤维筋的混合料倒入水中,将搅拌锅放置在搅拌机的固定架上,上升至固定位置后,在20-25℃(本实施例优选25℃)的温度下进行搅拌,总计搅拌时长10-15min,本实施例优选10min。。
S2.2:开动搅拌机,以20-25r/min的速度搅拌30s,让混合料和水进行初步溶解混合,但搅拌速度不宜小于20r/min,否则转速过低混合料在水中搅不开,达不到初步溶解的效果,搅拌效率低。
S2.3:搅拌30s后,再把机器转至40-50r/min拌合30s,其中40-50r/min拌合是为了让纤维筋、支座砂浆和水充分搅拌混合均匀,防止搅拌不均匀导致纤维筋在混凝土中分布不均,且搅拌速度不应超过50r/min,转速过大会导致混凝土强度变低,离差系数增大,容易出现离析现象。
S2.4:搅拌机停止搅拌,在30s内用胶皮刮具将搅拌机的叶片以及搅拌锅锅壁上的胶砂刮入搅拌锅中间,一是可以充分利用原材料,不造成浪费;二是防止胶砂粘在锅壁和叶片上,给清理带来不便;之后继续在40-50r/min高速下搅拌60s,在搅拌锅的搅拌时间内(即10min)依次重复步骤S2.2、S2.3和S2.4。
S2.4:搅拌完后,混凝土基本成型,准备进行浇筑并养护,得到样品1。
实施例2:
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的纤维筋的重量份数为7份,并制作得到样品2。
实施例3:
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的纤维筋的重量份数为8份,并制作得到样品3。
实施例4:
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的纤维筋的重量份数为9份,并制作得到样品4。
对比例1:
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的混凝土未掺杂纤维筋(即纤维筋重量份数为0份),并制作得到样品5。
对比例2:
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的纤维筋的重量份数为2份,并制作得到样品6。
对比例3:
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的纤维筋的重量份数为3份,并制作得到样品7。
对比例4:
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的纤维筋的重量份数为4份,并制作得到样品8。
对比例5:
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的纤维筋的重量份数为12份,并制作得到样品9。
对比例6:
本对比例与实施例1的区别在于,本对比例的纤维筋的重量份数为16份,并制作得到样品10。
表1样品1-10的结构强度对比
Figure BDA0003158983980000051
如表1所示,样品1-10在相同的条件下养护1天(即1d)、7天(即7d)和28天(即28d)后测试结构强度后得出:
在养护1d后,掺杂纤维筋的样品与未掺杂纤维筋的样品结构强度对比:
1、样品1-4(即添加了6-9份纤维筋)在加入纤维筋后,相较于未加入纤维筋的样品5,在1天养护后,其抗压强度提高了17.8-20.5MPa(在加入7份纤维筋时抗压强度提高最明显),抗折强度提高了2.8-3.1MPa(在加入8份纤维筋时抗折强度提高最明显);2、样品6-8(即添加的纤维筋为2-4份),相较于未加入纤维筋的样品5,在1天养护后,抗压强度以及抗折强度提高不明显;3、样品9-10(纤维筋添加为12和16份),在1天养护后,抗压强度提高9-11MPa,抗折强度提高了1-1.8MPa。
在养护7d后,掺杂纤维筋的样品与未掺杂纤维筋的样品结构强度对比:
1、样品1-4(即添加了6-9份纤维筋)在加入纤维筋后,相较于未加入纤维筋的样品5,在7天养护后,其抗压强度提高了11.7-31.6MPa(在加入9份纤维筋时抗压强度提高最明显),抗折强度提高了3.8-6.3MPa(在加入9份纤维筋时抗折强度提高最明显);2、样品6-8(即添加的纤维筋为2-4份),相较于未加入纤维筋的样品5,在7天养护后,抗压强度提高了2.7-13.9MPa,抗折强度提高不明显;3、样品9-10(纤维筋添加为12和16份),在7天养护后,抗压强度提高7-11MPa,抗折强度提高2.6-3.2MPa。
在养护28d后,掺杂纤维筋的样品与未掺杂纤维筋的样品结构强度对比:
1、样品1-4(即添加了6-9份纤维筋)在加入纤维筋后,相较于未加入纤维筋的样品5,在28天养护后,其抗压强度提高了8-30MPa(在加入9份纤维筋时抗压强度提高最明显),抗折强度提高了2.4-3.8MPa(在加入9份纤维筋时抗折强度提高最明显);2、样品6-8(即添加的纤维筋为2-4份),相较于未加入纤维筋的样品5,在28天养护后,抗压强度以及抗折强度提高不明显;3、样品9-10(纤维筋添加为12和16份),在28天养护后,抗压强度提高10-16MPa,抗折强度提高不明显。
因此,纤维筋(重量份数为6-9份时)对于混凝土的性能有明显的改善,能显著提高混凝土的结构强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包含纤维筋的混凝土,其特征在于,包括以下重量份的原料:支座砂浆225-230份,水25-29份,纤维筋6-9份。
2.根据权利要求1所述包含纤维筋的混凝土,其特征在于,所述纤维筋的形状为柱状,且所述纤维筋的长度规格为10mm-30mm,直径规格为0.2mm-1mm。
3.根据权利要求1所述包含纤维筋的混凝土,其特征在于,所述纤维筋包括树脂以及纤维增强材料。
4.根据权利要求3所述包含纤维筋的混凝土,其特征在于,所述纤维筋的制造方法包括如下步骤:
步骤a:将树脂加入搅拌罐中搅拌;
步骤b:搅拌后的树脂与纤维增强材料混合浸润;
步骤c:混合浸润后的树脂与纤维增强材料加热固化;
所述步骤a中,搅拌的温度为20-25℃,搅拌时间为15分钟。
5.根据权利要求4所述包含纤维筋的混凝土,其特征在于,所述步骤a中,搅拌的温度为30-35℃,搅拌时间为12分钟。
6.根据权利要求4所述包含纤维筋的混凝土,其特征在于,所述搅拌的温度为10-15℃,搅拌时间为20分钟。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述包含纤维筋的混凝土的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:将上述重量份的支座砂浆与纤维筋放置在容器中混合搅拌;
步骤S2:在搅拌机的搅拌锅内加入上述重量份的水,将容器内的支座砂浆和纤维筋放入搅拌锅内,并将搅拌锅上升至搅拌机的固定位置进行搅拌。
8.根据权利要求7所述包含纤维筋的混凝土的制造方法,其特征在于,所述步骤S2中,搅拌机的搅拌温度为20-25℃。
9.根据权利要求8所述包含纤维筋的混凝土的制造方法,其特征在于,所述步骤S2中,搅拌机的搅拌时间为10-15min。
10.根据权利要求7所述包含纤维筋的混凝土的制造方法,其特征在于,所述步骤S2中,搅拌机的搅拌包括如下步骤:第一步:以20-25r/min的速度搅拌30s;第二步:接着以40-50r/min搅拌30s;第三步:搅拌机停止搅拌,用刮具将搅拌机的搅拌叶片以及搅拌锅的锅壁上的胶砂刮入搅拌锅内,接着以40-50r/min的速度搅拌60s;依次重复第一步、第二步和第三步。
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