CN113698154A - 一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法，涉及混凝土制备技术领域，本发明包括如下重量的生产原料为：水泥250～350份、水150～200份、矿物掺合料100～150份、纤维1～50份、外加剂0.5～1.0份、细砂750～800份、粗石750～780份，首先称取P.O42.5水泥、细砂和岩碎石，向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆，然后分别添加聚丙烯纤维、有机仿钢纤维、聚丙烯腈纤维或钢纤维并将其置于立式搅拌器内搅拌，然后添加外加剂，使其混合搅拌，最后成型。本发明为一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法，聚丙烯腈可以形成复杂三维体系并有效阻隔水分散失的通道，减少或延缓水分的散失，减小毛细管收缩应力，因此聚丙烯腈纤维对混凝土早期塑性开裂的发展有明显的抑制作用。

Description

一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法
技术领域
本发明涉及混凝土制备技术领域，特别涉及一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。
目前市场上配置高抗裂的混凝土是通过掺和添加抗裂纤维来实现，纤维在混凝土中的分散性会影响新拌混凝土的工作性能；提高混凝土的劈裂抗拉强度，阻止混凝土裂缝的产生和发展。
上述方法虽然在一定程度上实现了混凝土的抗裂性能，但是并不能显示高抗裂的性能，制成的混凝土还是出现裂缝，造成生产成本高，产品质量差，因此，需要一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法，可以有效解决背景技术并不能显示高抗裂的性能，制成的混凝土还是出现裂缝，造成生产成本高，产品质量差的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法，包括如下重量的生产原料为：水泥250～350份、水150～200 份、矿物掺合料100～150份、纤维1～50份、外加剂0.5～1.0份、细砂750～ 800份、粗石750～780份。
优选地，所述水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
优选地，所述细砂经过标准网筛筛选，其中含泥量1.2％，细度模数为2.63。
优选地，所述粗石选用玄武岩碎石，粒径分别为5～10mm，压碎值7.4％，针片状含量4.5％。
优选地，所述外加剂包括SX－C18超减水塑化剂和填缝材料，所述SX－ C18超减水塑化剂固含量为29％左右，减水率30％。
优选地，所述纤维分别采用聚丙烯纤维、有机仿钢纤维、聚丙烯腈纤维或钢纤维的其中一种。
优选地，所述矿物掺合料包括粉煤灰、矿粉，所述粉煤灰与所述矿粉的质量比为1:1～0.5，所述粉煤灰和所述矿粉均满足比表面积大于400K份/m2，所述粉煤灰为一级，所述矿粉的活性指数在S95以上。
优选地，所述填缝材料的制备方法为：将琼脂60-80份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠4-8份混合均匀，然后缓慢加入淀粉5-13份和水10-20份的稠状混合浆体，搅拌至均匀；加入吸水树脂5-13份、超细膨润土4-8份搅拌均匀即得。
一种建筑用高抗裂混凝土的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：首先称取P.O42.5普通硅酸盐水泥、经标准网筛筛选的细砂和粗碎石，置于容器中混合均匀，然后向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆，同时需要混合四组混凝土泥浆；
步骤二：然后向四组混凝土泥浆中分别添加聚丙烯纤维、有机仿钢纤维、聚丙烯腈纤维或钢纤维并将其置于立式搅拌器内搅拌；
步骤三：然后再向立式搅拌器内添加SX－C18超减水塑化剂和填缝材料，使其混合搅拌；
步骤四：将四组经立式搅拌器搅拌后的混凝土泥浆分别倒入四组模具中，待四组模具中的混凝土泥浆硬化成混凝土块之后，将四组混凝土块从模具中取出，即获得四组不同纤维而制成的抗裂混凝土块。
优选地，所述步骤二中的立式搅拌器参数设置为；转速300r/min、搅拌时间30～90分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中，通过加入四种不同的抗裂纤维，聚丙烯腈纤维混凝土的裂缝降低系数η最高为0.98，属于防裂效能等级的一级；其次是聚丙烯纤维混凝土，其裂缝降低系数η为0.91，属于防裂效能等级的一级；接着是钢纤维混凝土，其裂缝降低系数η为0.72，属于防裂效能等级的二级；最后是有机仿钢纤维混凝土，其裂缝降低系数η为0.61，也属于防裂效能等级的三级。相比聚丙烯纤维、钢纤维和有机仿钢纤维，聚丙烯腈纤维能够均匀地分布在混凝土内部，与水泥混凝土有更好的黏结，与水泥基体形成一个整体，并在水泥基体中承担加劲筋的角色，此外，聚丙烯腈可以形成复杂三维体系并有效阻隔水分散失的通道，减少或延缓水分的散失，减小毛细管收缩应力，因此聚丙烯腈纤维对混凝土早期塑性开裂的发展有明显的抑制作用，比普通混凝土提高了抗裂的强度。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种建筑用高抗裂混凝土，包括如下重量的生产原料：水165份、水泥290份、矿物掺合料120份、聚丙烯纤维10份、外加剂0.9份、细沙793份和粗石755份。
一种建筑用高抗裂混凝土的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：首先称取P.O42.5普通硅酸盐水泥290份、经标准网筛筛选的细砂793份和粗石755份，置于容器中混合均匀，然后向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆；
步骤二：然后向混凝土泥浆中添加聚丙烯纤维10份并将其置于立式搅拌器内搅拌；
步骤三：然后再向立式搅拌器内添加外加剂0.9份，其搅拌转速为 300r/min，混合搅拌60分钟；
步骤四、将经立式搅拌器搅拌后的混凝土泥浆倒入模具中，待模具中的混凝土泥浆硬化成混凝土块之后，将混凝土块从模具中取出，即获得由聚丙烯纤维制成的抗裂混凝土块。
实施例2
一种建筑用高抗裂混凝土，包括如下重量的生产原料：水165份、水泥 290份、矿物掺合料120份、有机仿钢纤维10份、外加剂0.9份、细沙793 份和粗石755份。
一种建筑用高抗裂混凝土的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：首先称取P.O42.5普通硅酸盐水泥290份、经标准网筛筛选的细砂793份和粗石755份，置于容器中混合均匀，然后向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆；
步骤二：然后向混凝土泥浆中添加有机仿钢纤维10份并将其置于立式搅拌器内搅拌；
步骤三：然后再向立式搅拌器内添加外加剂0.9份，其搅拌转速为 300r/min，混合搅拌60分钟；
步骤四、将经立式搅拌器搅拌后的混凝土泥浆倒入模具中，待模具中的混凝土泥浆硬化成混凝土块之后，将混凝土块从模具中取出，即获得由有机仿钢纤维制成的抗裂混凝土块。
实施例3
一种建筑用高抗裂混凝土，包括如下重量的生产原料：水165份、水泥 290份、矿物掺合料120份、聚丙烯腈纤维10份、外加剂0.9份、细沙793 份和粗石755份。
一种建筑用高抗裂混凝土的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：首先称取P.O42.5普通硅酸盐水泥290份、经标准网筛筛选的细砂793份和粗石755份，置于容器中混合均匀，然后向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆；
步骤二：然后向混凝土泥浆中添加聚丙烯腈纤维10份并将其置于立式搅拌器内搅拌；
步骤三：然后再向立式搅拌器内添加外加剂0.9份，其搅拌转速为 300r/min，混合搅拌60分钟；
步骤四、将经立式搅拌器搅拌后的混凝土泥浆倒入模具中，待模具中的混凝土泥浆硬化成混凝土块之后，将混凝土块从模具中取出，即获得由聚丙烯腈纤维制成的抗裂混凝土块。
实施例4
一种建筑用高抗裂混凝土，包括如下重量的生产原料：水165份、水泥 290份、矿物掺合料120份、钢纤维10份、外加剂0.9份、细沙793份和粗石755份。
一种建筑用高抗裂混凝土的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：首先称取P.O42.5普通硅酸盐水泥290份、经标准网筛筛选的细砂793份和粗石755份，置于容器中混合均匀，然后向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆；
步骤二：然后向混凝土泥浆中添加钢纤维10份并将其置于立式搅拌器内搅拌；
步骤三：然后再向立式搅拌器内添加外加剂0.9份，其搅拌转速为 300r/min，混合搅拌60分钟；
步骤四、将经立式搅拌器搅拌后的混凝土泥浆倒入模具中，待模具中的混凝土泥浆硬化成混凝土块之后，将混凝土块从模具中取出，即获得由钢纤维制成的抗裂混凝土块。
对比例
对比例1与实施例1-4的区别在于，对比例1中未添加任何纤维，其余步骤均与实施例步骤相同。
表1抗裂混凝土不同纤维配合比
Figure RE-GDA0003304683940000061
Figure RE-GDA0003304683940000071
表2混凝土裂缝降低系数和抗裂效能等级对照表
抗裂效能等级 评定标准
一级 η≥0.85
二级 0.70≤η＜0.85
三级 0.50≤η＜0.70
从上表1和表2中结果可以得出：以素混凝土为基准，聚丙烯腈纤维混凝土的裂缝降低系数η最高为0.98，属于防裂效能等级的一级；其次是聚丙烯纤维混凝土，其裂缝降低系数η为0.91，属于防裂效能等级的一级；接着是钢纤维混凝土，其裂缝降低系数η为0.72，属于防裂效能等级的二级；最后是有机仿钢纤维混凝土，其裂缝降低系数η为0.61，也属于防裂效能等级的三级。分析认为:相比聚丙烯纤维、钢纤维和有机仿钢纤维，聚丙烯腈纤维能够均匀地分布在混凝土内部，与水泥混凝土有更好的黏结，与水泥基体形成一个整体，并在水泥基体中承担加劲筋的角色，此外，聚丙烯腈可以形成复杂三维体系并隔水分散失的通道，减少或延缓水分的散失，减小毛细管收缩应力，因此聚丙烯腈纤维对混凝土早期塑性开裂的发展有明显的抑制作用。
表3抗裂混凝土物理力学性能
编号 坍落度 扩展度
对比例 21.5 55
实施例1 18.5 52
实施例2 19 50
实施例3 18 48
实施例4 18 50
从上表3中可以看出实施例3中的聚丙烯腈纤维所制成的混凝土的坍落度和扩展度明显小于聚丙烯纤维、钢纤维和有机仿钢纤维，综合考虑纤维种类对混凝土物理力学性能和抗裂性能的影响，优选聚丙烯腈纤维作为混凝土的增韧材料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：包括如下重量的生产原料为：水泥250～350份、水150～200份、矿物掺合料100～150份、纤维1～50份、外加剂0.5～1.0份、细砂750～800份、粗石750～780份。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述细砂经过标准网筛筛选，其中含泥量1.2％，细度模数为2.63。
4.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述粗石选用岩碎石，粒径分别为5～10mm，压碎值7.4％，针片状含量4.5％。
5.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述外加剂包括SX－C18超减水塑化剂和填缝材料，所述SX－C18超减水塑化剂固含量为29％左右，减水率30％。
6.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述纤维分别采用聚丙烯纤维、有机仿钢纤维、聚丙烯腈纤维或钢纤维的其中一种。
7.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述矿物掺合料包括粉煤灰、矿粉，所述粉煤灰与所述矿粉的质量比为1:1～0.5，所述粉煤灰和所述矿粉均满足比表面积大于400K份/m2，所述粉煤灰为一级，所述矿粉的活性指数在S95以上。
8.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述填缝材料的制备方法为：将琼脂60-80份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠4-8份混合均匀，然后缓慢加入淀粉5-13份和水10-20份的稠状混合浆体，搅拌至均匀；加入吸水树脂5-13份、超细膨润土4-8份搅拌均匀即得。
9.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：首先称取P.O42.5普通硅酸盐水泥、经标准网筛筛选的细砂和玄武岩碎石，置于容器中混合均匀，然后向容器中添加拌合自来水，搅拌均匀，形成混凝土泥浆，同时需要混合四组混凝土泥浆；
步骤二：然后向四组混凝土泥浆中分别添加聚丙烯纤维、有机仿钢纤维、聚丙烯腈纤维或钢纤维并将其置于立式搅拌器内搅拌；
步骤三：然后再向立式搅拌器内添加SX－C18超减水塑化剂和填缝材料，使其混合搅拌；
步骤四：将四组经立式搅拌器搅拌后的混凝土泥浆分别倒入四组模具中，待四组模具中的混凝土泥浆硬化成混凝土块之后，将四组混凝土块从模具中取出，即获得四组不同纤维而制成的抗裂混凝土块。
10.根据权利要求1所述的一种建筑用高抗裂混凝土，其特征在于：所述步骤二中的立式搅拌器参数设置为；转速300r/min、搅拌时间30～90分钟。
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