高含量钢纤维混凝土防弹砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高含量钢纤维混凝土防弹砖，由钢纤维、水泥、水、细骨料、粗骨料、硅灰、高效减水剂，按照下述质量百分比制成：钢纤维13.98%、水泥19.20%～19.60%、水5.40%～5.60%、细骨料19.00%～20.00%、粗骨料38.00%～39.00%、硅灰2.60%～3.00%、高效减水剂0.32%。本发明专利技术优点在于针对墙体防弹不仅要求砖体在结构和材料方面具有高的表面强度，而且还要具备良好的抗冲击韧性这一特点。实现抵抗大口径枪弹弹丸对砖体的侵彻劈裂作用和小型炸弹的爆炸冲击破坏作用，达到墙体防弹之目的。

High content steel fiber reinforced concrete bullet proof brick and preparation method thereof

The invention discloses a high content of steel fiber reinforced concrete plates by brick, steel fiber, cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, silica fume and superplasticizer, made in accordance with the following weight percentage: 13.98% steel fiber and cement 19.20% ~ 19.60%, 5.40% ~ 5.60% water and fine aggregate 19% ~ 20%, 38% ~ of coarse aggregate 39%, 2.60% ~ 3% silica fume and superplasticizer, 0.32%. The invention has the advantages that the brick body is not only required to have high surface strength in structure and material, but also has good impact toughness. To achieve the purpose of resisting the penetration of large caliber bullet shells on the brick body and the impact of the explosion of small bombs, to achieve the purpose of wall bulletproof.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料领域，尤其是涉及高含量钢纤维混凝土防弹砖及其制备方法。
技术介绍
在我国，墙体材料约占整个房屋建筑材料的70%，而构筑墙体的材料主要是烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖、混凝土普通砖、混凝土多孔砖。砖的强度等级按试验室实测值来进行划分，烧结普通砖和烧结多孔砖的强度等级为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10，蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖的强度等级为MU25、MU20、MU15，混凝土普通砖、混凝土多孔砖的强度等级为 MU30、MU25、MU20和MU15。烧结普通砖和混凝土普通砖中最高等级是MU30，其抗压强度平均值≥30.0MPa，抗压强度标准值≥22.0MPa。该等级砖虽然具有一定的抗压强度但是抗拉强度和抗弯强度均很低，韧性很小，属于脆性材料，在弹丸冲击侵彻荷载或爆炸荷载作用下很容易发生粉碎破坏。目前，恐怖分子使用的枪械主要有手枪、步枪和机枪等轻武器，像苏式AK-47，美式M82A1等等。主要口径有7.62mm和12.7mm。其中12.7mm的大口径高射机枪和狙击步枪威力较大。恐怖分子制造爆炸事件使用的小型炸弹主要是手榴弹、手雷和各种自制小型弹药。手榴弹爆炸后的破片致命杀伤半径为5m～7m，致伤杀伤半径为15m，在15m～20m内具有杀伤性，25m以外杀伤性骤降，安全距离在35m～40m左右，杀伤元件是几百上千颗2.5mm～3.0mm直径的钢珠或者是几十到几百颗质量约为0.15g～0.40g的破片，破片初速达1500m/s以上。解放军出版社1998年出版的《野战筑城教范》中规定：防步枪子弹需要25cm厚的浆砌砖墙或12cm厚的C40混凝土墙；防坦克枪弹和机枪扫射需要40cm厚的砖墙。该规定有两点没有提及；一是没有说明武器的射击距离，二是没有说明防坦克枪弹和机枪扫射需要多厚的C40钢筋混凝土墙。从该《野战筑城教范》的规定中可以看出，用烧结普通砖或混凝土普通砖建成的金融企业营业柜台、金库墙体，重要的政治目标、办公楼、学校、体育场、博物馆、影剧院、车站、会议中心、机场、地铁等公共场所建筑物的外部承重墙体，使用24cm普通砖墙体便不具有防大口径枪弹侵彻袭击的能力，在遭恐怖分子大口径枪弹袭击时会造成人员的伤亡和设备的损坏，需用高性能的小型防弹砌块构筑具有防大口径枪弹侵彻贯穿能力的墙体，才能确保人员、建筑物、贵重物品和设备的安全。钢纤维混凝土是近些年发展起来的一种新型复合建筑材料，它具有优良的增强、增韧、阻裂，抗冲击、抗疲劳等优点，广泛应用于道路、桥梁、隧道、水运、水利水电、机场跑道、铁路矿山、高层建筑、地下建筑以及军事工程中。目前，世界各地对钢纤维体积掺量在3%以下的钢纤维混凝土材料的静态力学性能已经进行了较充分的研究，建立了较为完善的钢纤维混凝土理论体系并得到了广泛的应用，但是对其动态力学性能的研究尚处于起步阶段，特别是对体积掺量3%以上的高含量钢纤维混凝土材料的动态力学性能研究很少，而将其作为防弹材料进行抗侵彻破坏效应的专题研究则少之又少，迄今还没有见诸利用高含量钢纤维混凝土材料研制而成的小型防弹砌块构筑高性能防暴建筑物的研究文献。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种高含量钢纤维混凝土防弹砖，本专利技术另一目的是提供该防弹砖的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术所述的高含量钢纤维混凝土防弹砖，由钢纤维、水泥、水、细骨料、粗骨料、硅灰、高效减水剂，按照下述质量百分比制成：钢纤维13.98%、水泥19.20%～19.60%、水5.40%～5.60%、细骨料19.00%～20.00%、粗骨料38.00%～39.00%、硅灰2.60%～3.00%、高效减水剂0.32%。所述钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，材质为国标级，抗拉强度为600MPa～700MPa。所述波纹型钢纤维长度为15mm，直径为0.6mm。所述水泥为P.O52.5级普通硅酸盐水泥。所述水为饮用自来水。所述细骨料选用质地坚硬、级配良好的河砂，细度模数为2.7；所述粗骨料采用5mm～8mm粒径、级配良好的碎石。所述高效减水剂为聚羧酸系减水剂。所述聚羧酸系减水剂为粉体，早强型，其性能指标为：减水率≥ 25%，密度为1.41±0.02g/ml，固含量为97±2%，水泥净浆流动度（基准水泥）≥ 250㎜（W/C=0.29），pH为6～8，氯离子含量≤ 0.02%，碱含量（Na2O+0.658K2O）≤ 0.2%。本专利技术所述高含量钢纤维混凝土防弹砖的制备方法为：首先按照上述质量百分比将所述钢纤维与细骨料和粗骨料置于强制式搅拌机内拌合，拌合过程中钢纤维分三～五次加入；然后将水泥和硅灰加入所述强制式搅拌机内拌合100s～120s后，再将水和高效减水剂的混合物加入强制式搅拌机内搅拌180s制成集料；将砖模具组合到成型机上，加入混合好的所述集料，振动密实，成型后放入标准养护室，覆盖表面，在温度20℃±5℃的条件下静置2昼夜，然后编号脱模，在温度20℃±2℃、相对湿度大于95%条件下经过标准养护28天，制成的砖体强度大于CF80。本专利技术优点在于针对墙体防弹不仅要求砖体在结构和材料方面具有高的表面强度，而且还要具备良好的抗冲击韧性这一特点。在以本专利技术混凝土基材的砖体中加入高含量短钢纤维，充分发挥高含量短钢纤维抗拉强度高而混凝土基材抗压强度高的各自优势，使高含量钢纤维混凝土防弹砖比粘土砖、普通水泥砖具有更加优良的抗压、抗拉、抗弯、抗疲劳、抗冲击韧性等动、静力学性能，尤其是抗压强度和抗冲击韧性都得到很大的提高，实现抵抗大口径枪弹弹丸对砖体的侵彻劈裂作用和小型炸弹的爆炸冲击破坏作用，达到墙体防弹之目的。具体实施方式实施例1：本专利技术所述的高含量钢纤维混凝土防弹砖，由波纹型钢纤维（选用宜兴市军威金属纤维有限公司生产的波纹型钢纤维）、水泥（选用洛阳“黄河牌”P.O52.5级普通硅酸盐水泥）、水（选用饮用自来水）、细骨料（选用质地坚硬、级配良好的洛阳伊河滩产天然中砂，用水洗净，不含泥土）、粗骨料（选用洛阳伊河滩产天然河卵石，用水洗净，不含泥土）、硅灰（选用遵义产硅灰，牌号为SF96，符合GB/T18736----2002要求）、高效减水剂，按照下述质量百分比和方法制成：一、质量百分比长度为15mm、直径为0.6mm、抗拉强度为600MPa～700MPa的波纹型钢纤维13.98%，水泥19.20%，水5.60%，细度模数为2.7的细骨料19.90%，粒径为5mm的碎石粗骨料38.00%、硅灰3.0%、聚羧酸系减水剂0.32%。聚羧酸系减水剂为粉体，早强型，其性能指标为：减水率≥ 25%，密度为1.41±0.02g/ml，固含量为97±2%，水泥净浆流动度（基准水泥）≥ 250㎜（W/C=0.29），pH为6～8，氯离子含量≤ 0.02%，碱含量（Na2O+0.658K2O）≤ 0.2%。二、制备方法，首先将波纹型钢纤维与细骨料和粗骨料置于强制式搅拌机内拌合，拌合过程中波纹型钢纤维分三次加入；然后将水泥和硅灰加入搅拌机内拌合100s～120s后，再将水和聚羧酸系减水剂的混合物加入搅拌机内搅拌180s制成集料；将砖模具组合到成型机上，加入混合好的集料，振动密实，成型后放入标准养护室，覆盖表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高含量钢纤维混凝土防弹砖，其特征在于：由钢纤维、水泥、水、细骨料、粗骨料、硅灰、高效减水剂，按照下述质量百分比制成：钢纤维13.98%、水泥19.20%～19.60%、水5.40%～5.60%、细骨料19.00%～20.00%、粗骨料38.00%～39.00%、硅灰2.60%～3.00%、高效减水剂0.32%。

【技术特征摘要】
1.一种高含量钢纤维混凝土防弹砖，其特征在于：由钢纤维、水泥、水、细骨料、粗骨料、硅灰、高效减水剂，按照下述质量百分比制成：钢纤维13.98%、水泥19.20%～19.60%、水5.40%～5.60%、细骨料19.00%～20.00%、粗骨料38.00%～39.00%、硅灰2.60%～3.00%、高效减水剂0.32%。2.根据权利要求1所述的高含量钢纤维混凝土防弹砖，其特征在于：所述钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，材质为国标级，抗拉强度为600MPa～700MPa。3.根据权利要求2所述的高含量钢纤维混凝土防弹砖，其特征在于：所述波纹型钢纤维长度为15mm，直径为0.6mm。4.根据权利要求1所述的高含量钢纤维混凝土防弹砖，其特征在于：所述细骨料选用质地坚硬、级配良好的河砂，细度模数为2.7；所述粗骨料采用5mm～8mm粒径、级配良好的碎石。5.根据权利要求1所述的高含量钢纤维混凝土防弹砖，其特征在于：所述高效减水剂为聚羧酸系减水剂。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，付立彬，李楠，李珊，郑观升，童霞，刘秦，师哲哲，
申请(专利权)人：黄河科技学院，
类型：发明
国别省市：河南;41